近日，集团消化道微生物研究团队在期刊 Science of The Total Environment（IF：10.754）在线发表了题为“The diurnal fluctuation of colonic antibiotic resistome is correlated with nutrient substrates in a pig model”的研究论文，揭示了猪结肠微生物抗生素（ARGs）的昼夜波动与营养底物之间的潜在关系。
近年来，抗生素药物在畜牧业的滥用造成畜禽肠道中抗生素耐药基因的大量产生和转移，严重限制了现有抗生素药物的使用。抗生素耐药性（AMR）的日益流行对公众健康构成了重大威胁，牲畜（如猪）的肠道微生物群被认为是抗生素耐药性基因的重要储存库，有助于AMR的长期持续存在。课题组前期研究揭示，抗生素耐药组与日粮养分、微生物群落结构和代谢产物之间存在一定关联。为了从源头层面控制粪便耐药基因在环境中的传播，有必要采集肠道样本调查ARGs和相关肠道微生物群随时间的昼夜波动。本研究以三元生长猪为试验动物，在24小时内每3小时从生长猪结肠瘘管采集45份新鲜结肠食糜样本。基于宏基因组测序表征了生长猪结肠ARGs组成及分布、昼夜节律，以及驱动ARGs波动的潜在影响因素。
本研究解析了生长猪结肠微生物群中抗生素耐药组的24小时昼夜波动性，揭示了ARGs的昼夜波动与营养底物之间的潜在关系。我们发现，结肠耐药组在9个时间点上存在显著差异，厚壁菌门和变形菌门是猪结肠中ARGs的主要宿主。此外，节律性ARGs的丰度与结肠营养底物之间的相关性表明，ARGs的昼夜节律波动可能与参与NH4-N代谢的微生物有关。由于NH4-N是肠道中细菌蛋白质代谢的产物，日粮蛋白质、蛋白质降解细菌和ARGs之间的关系值得进一步研究。本研究中提出了ARGs与结肠营养物质可用性之间的联系，主要是通过宏基因组测序进行相关性研究，未来有必要利用wet-lab技术进行菌株水平的验证研究。总之，我们的发现可为设计可能的日粮方案来减轻牲畜肠道中的AMR负担提供借鉴。
该论文第一作者为硕士生徐健健和博士生王红玉，苏勇教授和刘金鑫教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（32072688, 32272891, 和3187236）和江苏省杰出教授计划、国家自然科学基金优秀青年（海外）和澳门新浦新京5197创业奖的部分资助。生物信息学分析得到了南京农业老员工物信息高性能计算平台的支持。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.164692
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