2022年11月1日,前沿交叉学科研究院生物学研究中心在国际学术TOP期刊《Microbiology Spectrum》上在线发表了题为“Effects of Microbial Transfer during Food-Gut-Feces Circulation on the Health of Bombyx mori”的原创性研究论文,该研究通过分析食物、肠道和蚕沙循环中微生物多样性的相关性推出微生物传递对家蚕的影响,并建立了食物-肠道-粪便微生物模型,为今后研究具有相似困难的不同物种提供了参考。
肠道微生物会参与宿主的各种生理活动,如生长发育、免疫应激、营养代谢等,因此肠道微生物与宿主的健康密切相关。在正常情况下,肠道微生物处于一个动态平衡中,但是剧烈的环境变化,比如饮食巨变,会导致肠道微生物群发生变化,从而对宿主产生影响。
家蚕是以桑叶为食的寡食性经济昆虫,人工饲料极大地改变了养蚕方法和环境,该研究对桑叶育家蚕和饲料育家蚕进行微生物多样性比较后,发现人工饲料不能为家蚕提供多样的菌群,使其肠道菌群变得结构单一;研究首次对食物-肠道-蚕沙进行关联分析发现人工饲料更易发酵,并使得家蚕肠道中的乳酸菌富集,从而导致肠道酸化和微生物失衡。
食物-肠道-蚕沙微生物传递模式图
总的来说,人工饲料育的家蚕是探索饮食变化和肠道微生物平衡之间关系的良好模型,该研究建立了食物-肠道-粪便循环中微生物转移模型,并筛选出一些可能调节肠道菌群平衡的关键菌种,为后续家蚕的健康发育提供指导和参考,同时也为今后研究具有相似困难的不同物种提供技术参考和研究思路。
生物学中心博士研究生秦利均和硕士研究生亓俊朋为论文的共同第一作者,夏庆友教授为论文的通讯作者,西南大学为第一完成单位,该研究得到国家自然科学基金重点项目和重庆市研究生科研创新项目的支持。论文链接:https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.02357-22