2026年4月13日上午,动物消化道营养国际联合研究中心第228期消化道营养精品学术沙龙在理科楼C303顺利举办。本次沙龙由消化道微生物实验室的硕士生董宇、乔枫、邢宏建以及博士生董又菡进行文献汇报,动物消化道营养国际联合研究中心的老师和学生们参加此次沙龙。
硕士研究生董宇带来了《Dietary supplementation with sodium isobutyrate enhances growth performance and colonic barrier function in weaned piglets via microbiota-metabolite-host interactions》-《异丁酸钠膳食补充剂通过微生物群-代谢物-宿主相互作用增强断奶仔猪生长性能及结肠屏障功能》的文献汇报。

本研究探讨了异丁酸钠对断奶仔猪生长性能及结肠屏障功能的改善作用及其机制。结果表明,日粮中添加500–2,000 mg/kg异丁酸钠显著提高了断奶仔猪的平均日增重和饲料效率,并降低了腹泻率,其中1,000 mg/kg效果最佳。该剂量显著提高了粗蛋白、有机物和粗纤维的表观消化率,增强了血清中分泌型免疫球蛋白A(SIgA)水平及抗氧化能力(GSH-Px、CAT)。组织学与透射电镜结果显示,异丁酸钠改善了结肠黏膜形态,增加了微绒毛长度和紧密连接蛋白(ZO-1、OCLN、CLDN1、MUC-2)表达,同时降低了血清D-乳酸、二胺氧化酶和脂多糖水平,提示肠道屏障功能增强。机制研究表明,异丁酸钠通过“微生物群-代谢物-宿主”轴发挥多途径调节作用。16S rRNA测序显示,1,000 mg/kg异丁酸钠显著富集了普雷沃氏菌(Prevotella)等有益菌群,并提高了结肠中短链脂肪酸(乙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸)水平。代谢组学发现,异丁酸钠上调了吲哚-3-乳酸、3-羟基丁酸等有益代谢物。转录组分析表明,异丁酸钠激活了蛋白消化吸收及PI3K-Akt信号通路,上调抗炎因子TSG-6,下调应激相关基因DDIT4和ISG15。Western blot结果显示,异丁酸钠激活了G蛋白偶联受体(GPR41、GPR43、GPR109A),并抑制TLR4/MyD88/NF-κB信号通路,降低IL-1β、IL-18、TNF-α和NLRP3表达,升高IL-10水平。综上所述,异丁酸钠通过调节肠道菌群结构、促进短链脂肪酸及有益代谢物生成、激活GPCRs、抑制TLR4/NF-κB炎症通路,从而增强结肠屏障功能、改善免疫与抗氧化能力,缓解断奶应激。本研究为异丁酸钠作为抗生素替代品在仔猪生产中的应用提供了剂量指导和机制依据,也为功能性饲料添加剂的研发提供了新思路。
硕士研究生乔枫汇报了《Partial replacement of corn silage with sorghum-sudangrass silage improves growth performance and rumen function in Hu sheep via microbial and metabolic modulation》-《高粱-苏丹草青贮部分替代玉米青贮通过调控瘤胃微生物与代谢过程改善湖羊生长性能及瘤胃功能》。

本研究探讨了高粱-苏丹草青贮部分替代玉米青贮对湖羊生长性能及瘤胃功能的改善作用及其机制。结果表明,用50%的高粱-苏丹草青贮替代玉米青贮(T1组)显著提高了湖羊的平均日增重和瘤胃氨氮浓度,而完全替代(T2组)则降低了总挥发性脂肪酸水平,提示完全替代不利于瘤胃发酵。机制研究表明,T1组显著富集了鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas),该菌有助于纤维素降解;T2组则富集了芽孢杆菌属、肠球菌属等有益菌。血清代谢组学显示,高粱-苏丹草青贮增强了嘌呤代谢通路(5-甲基胞嘧啶、腺苷升高),同时降低了氧化三甲胺(与心血管风险相关)和部分吲哚衍生物的水平。综上,50%的高粱-苏丹草青贮替代玉米青贮通过富集纤维降解菌、增强嘌呤代谢、优化瘤胃发酵,改善了湖羊生长性能,为其作为替代饲料资源提供了理论依据。
硕士研究生邢宏建汇报的文献是《Effects of dietary ergosterol supplementation on growth performance, antioxidant capacity, and intestinal health in weaned pigs》-《日粮补充麦角甾醇对断奶仔猪生长性能、抗氧化能力和肠道健康的影响》。

本研究探讨了麦角甾醇对断奶仔猪生长性能、抗氧化能力及肠道健康的改善作用及其机制。结果表明,日粮中添加200–400 mg/kg麦角甾醇显著降低了仔猪腹泻率和料重比,提高了血清IgG、IgM、GSH-Px和CAT水平,并降低了血清尿素氮和丙二醛含量。组织学显示,麦角甾醇提高了空肠绒毛高度和ZO-1蛋白表达,增加了空肠sIgA阳性细胞数量。机制研究表明,麦角甾醇提高了肠道黏膜抗氧化酶活性,下调了IL-6、TNF-α、Caspase-9和NF-κB表达,上调了Nrf2表达。同时,麦角甾醇增加了盲肠中乳酸杆菌和双歧杆菌丰度,提高了乙酸、丙酸和丁酸浓度。综上,麦角甾醇通过增强抗氧化能力、抑制NF-κB炎症通路、调节肠道菌群及增加短链脂肪酸生成,改善断奶仔猪肠道健康和生长性能,推荐添加剂量为200–400 mg/kg。
博士研究生董又菡对《The role of the gut microbiome in the regulation of high‐altitude adaptation》-《肠道微生物在调控高海拔适应中的作用》进行了汇报。

本研究探讨了瘤胃微生物组及其与宿主上皮互作在高原适应中的作用机制,以自然适应高海拔的牦牛和未适应的荷斯坦奶牛为模型,采用多组学方法进行比较。结果表明,在相同海拔(约4000米)和相同日粮条件下,牦牛瘤胃总挥发性脂肪酸浓度显著高于荷斯坦奶牛。牦牛瘤胃微生物组在宏基因组和宏转录组水平上均富集了糖酵解/糖异生、丙酮酸代谢和磷酸戊糖途径等中心碳代谢通路,而荷斯坦奶牛则富集了淀粉和蔗糖代谢等复杂碳水化合物降解通路。单细胞核RNA测序显示,牦牛瘤胃上皮细胞中酮体合成(ACAT1、HMGCS2、HMGCL、BDH1)和脂肪酸β-氧化相关基因表达显著上调,而荷斯坦奶牛则富集挥发性脂肪酸转运相关基因(SLC16A1)。机制研究表明,牦牛瘤胃微生物组具有更高的甲烷代谢和硫代谢通路富集,且Mogibacterium和Sarcina等菌属在牦牛中富集,而Prevotella、Ruminococcus和Treponema在荷斯坦奶牛中富集。进一步将牦牛瘤胃液移植至荷斯坦奶牛后,受体奶牛在第7天和第14天的产奶量、乳蛋白和乳糖产量显著提高。移植后6小时,中心碳代谢通路(糖酵解、磷酸戊糖途径、TCA循环)显著上调,随后在第7天和第28天逐渐回落,表明移植带来的代谢优势具有瞬时性。综上,牦牛通过瘤胃微生物组富集中心碳代谢通路、增强瘤胃上皮酮体合成和脂肪酸氧化能力,形成协同的宿主-微生物能量代谢适应策略,从而在低氧、低营养的高海拔环境中维持高效能量供应。本研究为理解肠道微生物在高原适应中的作用提供了新机制,并为通过微生物移植改善低海拔动物在高海拔环境下的生产性能提供了理论依据。