中國(guó)農(nóng)大新聞網(wǎng)訊 近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院胡永飛教授團(tuán)隊(duì)在自然出版集團(tuán)旗下《Communications Biology》雜志上發(fā)表了題為“metagenome-assembled genomes and gene catalog from the chicken gut microbiome aid in deciphering antibiotic resistomes”的研究論文。該研究通過整合雞腸道微生物宏基因組數(shù)據(jù)，構(gòu)建了迄今為止國(guó)際上最大的雞腸道微生物參考基因組和基因集合。研究通過對(duì)功能基因的挖掘，闡釋了雞腸道微生物在碳水化合降解、細(xì)菌耐藥等方面的特點(diǎn)，為雞腸道微生物的研究提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資源。
大量研究表明，腸道微生物與宿主的健康狀態(tài)有著密切的聯(lián)系。在家禽中，腸道微生物已經(jīng)被證明與食物的消化吸收、免疫系統(tǒng)發(fā)育、脂肪堆積、生長(zhǎng)發(fā)育等有著密切聯(lián)系。建立雞腸道微生物參考基因組和基因集合對(duì)于深入研究雞腸道微生物的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義。
該研究對(duì)來自中國(guó)和歐洲共十個(gè)國(guó)家的799個(gè)雞腸道微生物宏基因組數(shù)據(jù)進(jìn)行了整合分析。組裝獲得了12339個(gè)菌株水平的高質(zhì)量細(xì)菌/古菌參考基因組，這些基因組涵蓋了1978個(gè)微生物物種（圖1）。通過物種注釋和數(shù)據(jù)比對(duì)，從中發(fā)現(xiàn)893個(gè)可能的新種和38個(gè)可能的新屬。通過對(duì)物種的分布規(guī)律研究發(fā)現(xiàn)，雞腸道中最普遍存在的細(xì)菌物種是鳥乳桿菌和卷曲乳桿菌。
在基因組組裝的基礎(chǔ)上，研究進(jìn)一步構(gòu)建了一個(gè)含有1660萬個(gè)非冗余基因的雞腸道微生物參考基因集。通過對(duì)基因功能注釋發(fā)現(xiàn)，雞腸道中主要存在的碳水化合物活性酶是糖苷水解酶；與歐洲來源的雞相比，中國(guó)來源的雞腸道微生物中含有的耐藥基因豐度相對(duì)較高，但多樣性較低。將中國(guó)人和歐洲人的腸道微生物耐藥組納入比對(duì)分析后，研究提出地域因素對(duì)耐藥組的影響小于宿主物種差異的影響。
圖 從799個(gè)雞腸道微生物宏基因組樣本組裝得到12339個(gè)參考基因組和1600萬個(gè)參考基因。（a） 1970種細(xì)菌和8種古菌的進(jìn)化樹。物種分類由GTDB-Tk分析得到，內(nèi)圈到外圈分別代表了門、新種和新屬。外圈柱長(zhǎng)度代表每一個(gè)物種下菌株的數(shù)量。（b）12339個(gè)參考基因組在所有樣本中的分布。（c） 本研究中整合的基因集和已發(fā)表的雞腸道微生物基因集的eggNOG和KEGG注釋比較。CGM-RGC為已發(fā)表的雞腸道微生物參考基因集，GG-IGC為該研究得到的整合基因集。
研究整合得到的參考基因組和基因集合數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于中國(guó)科學(xué)院微生物研究所國(guó)家微生物科學(xué)數(shù)據(jù)中心（https://nmdc.cn/icrggc/），供公開獲取和下載使用。
我校動(dòng)物科技學(xué)院胡永飛教授為論文通訊作者，動(dòng)物科技學(xué)院博士后封雨晴博士為論文第一作者，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所朱寶利研究員、高福院士，我校動(dòng)物科技學(xué)院?jiǎn)J于明教授等為共同作者。研究得到國(guó)家微生物科學(xué)數(shù)據(jù)中心馬俊才研究員、吳林寰正高級(jí)工程師等在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和維護(hù)方面的支持和幫助。該項(xiàng)工作由“中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)2115人才培育發(fā)展支持計(jì)劃”、“中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金”等資助完成。
文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s42003-021-02827-2。
供稿：動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院
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