近日,中心苏勇教授、潘龙副教授的研究论文在国际期刊《npj Biofilms and Microbiomes》在线发表,论文题为“Multi-omics analyses reveal gut microbiota-driven biotransformation of sorghum (poly)phenols in pigs”。该研究通过猪饲养试验结合多组学技术分析,系统解析了高粱多酚在猪体内的转化规律,阐明了肠道微生物参与其代谢转化的机制,为认识高粱多酚的“肠道微生物-宿主”互作代谢提供了新见解,也为高粱中活性多酚的挖掘提供了借鉴。

高粱是一种具有开发潜力的饲料资源,富含黄酮、酚酸和缩合单宁等多酚类物质。这些成分进入动物体内后,会经历复杂的消化与微生物转化过程,其代谢产物可能是连接日粮营养与宿主生理反应的重要桥梁。然而,高粱多酚在消化道不同部位如何转化、哪些肠道微生物参与其中,以及肠道内转化与外周组织代谢有何联系,目前仍缺乏系统认识。
研究团队以育肥猪为研究对象,设置玉米、低单宁高粱和高单宁高粱三种日粮处理开展饲养试验,并结合多酚定量分析、宏基因组、宏转录组及代谢组技术,对饲料、消化道内容物和背最长肌中的多酚转化进行了系统研究。结果表明,高粱原料的多酚含量显著高于玉米,其中高单宁高粱含量最高。多酚组成沿消化道呈现明显的部位差异—部分黄酮糖苷在上消化道发生脱糖基转化,进入结肠后,黄酮类化合物进一步向小分子酚类代谢物转化,且这一过程与微生物活动密切相关。
多组学分析发现,采食高单宁高粱日粮的猪,其结肠菌群结构及转录活动发生显著变化,黄酮转化相关候选基因fcr和phy的转录丰度显著高于另外两组。为验证代表性细菌的转化能力,研究团队开展了Flavonifractor plautii和Eubacterium ramulus的体外培养试验。结果显示,两种菌株均能将槲皮素、芹菜素等黄酮转化为相应的酚酸代谢物,但底物偏好存在差异。此外,高单宁高粱组背最长肌中马尿酸等代谢物的丰度升高,并与部分结肠多酚代谢物呈正相关,提示肠道多酚转化与肌肉代谢可能存在联系,相关代谢物的来源及生理作用仍需进一步验证。
该研究将消化道不同部位的多酚分析、微生物多组学与菌株功能验证相结合,拓展了对高粱多酚在猪体内代谢转化规律的认识,为高粱饲料资源的营养价值评价,以及借助微生物开发利用植物多酚资源提供了重要参考。

南京农业大学为论文唯一署名单位和通讯单位。中心在读博士研究生任阳光为论文第一作者,苏勇教授和潘龙副教授为共同通讯作者,朱伟云教授对本研究进行了指导,硕士毕业生杨向科参与了该研究。研究得到国家重点研发计划项目(2023YFD1301304)、国家自然科学基金项目(32472939、32102565)及肉品质量控制与新资源创制全国重点实验室开放课题(SKLMQCCMD2025013)的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1038/s41522-026-01167-5
撰写:任阳光