绵羊肠道微生物调控寒冷适应能力研究获新进展
发表日期:2025-04-21来源：生态与农业研究室
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随着全球气候变化加剧，极端低温天气频发，畜牧业面临严峻考验。寒冷应激不仅导致牲畜生长缓慢、免疫力下降，还可能引发疾病甚至死亡。如何提升牲畜的抗寒能力，成为保障畜牧业可持续发展的关键问题。
近期，中国科学院西北生态环境资源研究院畜牧团队联合山东省农业科学院、黄三角生物遗传与分子精准育种实验室和黄河口生物精准营养研发中心，以呼伦贝尔羊（耐寒型）与湖羊（低温敏感型）为研究对象，通过构建绵羊冷慢性应激模型，结合限饲控制，系统解析了盲肠微生物群落、代谢产物及宿主转录组的协同响应机制。
研究发现，微生物代谢“分工”差异决定两种绵羊抗寒能力的不同。呼伦贝尔羊为丙酸+丁酸双驱动，高效节能。盲肠微生物多样性显著改变，产丙酸的普雷沃菌和产丁酸的罗斯氏菌丰度增加，甲烷菌减少，促进能量高效利用。丙酸作为葡萄糖前体，通过肝脏糖异生为全身供能，丁酸则强化肠道屏障功能并激活免疫应答，其浓度显著高于湖羊。免疫指标分泌型IgA水平上升，炎症因子调控更精准，能量消耗减少，平均日增重未受低温影响。湖羊则为乙酸代谢+组织产热，代价更高。微生物群变化较小，乙酸浓度显著增加，需依赖组织产热维持体温，导致能量损耗较大。促炎因子IL-1β升高，抗炎因子IL-10仅小幅上升，免疫平衡压力大，平均日增重显著下降。
该研究揭示了湖羊依赖微生物-宿主互作增强产热，而呼伦贝尔羊通过微生物功能重塑实现“节能型”适应的不同响应机制，这为家畜环境适应性研究提供了新模式。该成果不仅为抗寒育种提供分子标记，也为开发“微生态抗寒制剂”奠定理论基础，助力畜牧业应对气候挑战。
研究团队下一步研究将扩大样本规模，验证丙酸、丁酸及其产生菌在绵羊抗寒中的因果关系，并探索通过饲料添加剂或菌群移植定向优化绵羊肠道微生态的方法。
研究成果以Enhanced propionate and butyrate metabolism in cecal microbiota contributes to cold-stress adaptation in sheep为题，发表于微生物学国际权威期刊Microbiome。西北研究院博士生程新东为论文第一作者，杨果研究员为通讯作者。该研究获中国科学院A类战略性先导科技专项、甘肃省科技重大专项等项目资助。
论文链接： https://doi.org/10.1186/s40168-025-02096-9
湖羊和呼伦贝尔羊盲肠微生物代谢对冷应激的不同响应机制
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