近日,7163银河官网动物科技学院毛胜勇教授团队在《Microbiome》期刊在线发表了题为“Integrated metatranscriptomics identifies Lachnospiraceae as keystone taxa regulating rumen biohydrogenation and milk ω-6/ω-3 PUFA ratio in dairy cows”的研究论文。该研究系统解析了奶牛瘤胃微生物影响乳脂中ω-6/ω-3 多不饱和脂肪酸(PUFA)比值的机制,鉴定出关键调控菌群Lachnospiraceae,为通过瘤胃微生物组干预乳品质提供了科学依据。

人类及大多数哺乳动物体内缺乏合成ω-3 多不饱和脂肪酸(PUFA)所必需的Δ12和Δ15去饱和酶,因此必须通过膳食摄取这些必需脂肪酸。牛奶作为一种被广泛消费的乳制品,若能提高其中ω-3 PUFA的含量,将有助于改善人群的脂肪酸摄入结构,进而促进整体健康。然而,常规牛奶中ω-3 PUFA含量普遍偏低,其主要原因在于瘤胃微生物对日粮中PUFA的生物氢化作用,该过程显著减少了到达小肠并可被吸收的ω-3 PUFA量,最终导致乳脂中ω-6/ω-3 PUFA比值偏高。因此,抑制瘤胃微生物对PUFA的过度氢化,对于提升牛奶的营养价值具有重要意义。
本研究中,团队系统分析了95头荷斯坦奶牛的乳脂脂肪酸组成及瘤胃微生物群落结构,发现瘤胃微生物可解释乳脂ω-6/ω-3 PUFA比值变异的41.0%。进一步比较高、低ω-6/ω-3 PUFA比值组奶牛发现,两组奶牛瘤胃微生物在代谢α-亚麻酸(C18:3)和亚油酸(C18:2)方面存在显著差异,而引起这一差异的关键微生物属于毛螺菌科(Lachnospiraceae)。基于瘤胃微生物培养组学研究进一步发现,高比值组奶牛瘤胃中富集的丁酸弧菌属(Butyrivibrio)分离株能够将α-亚麻酸氢化为硬脂酸,而低比值组中富集的真杆菌属(Eubacterium)分离株则倾向于代谢亚油酸。这种不同个体瘤胃内优势微生物的差异化生物氢化模式,构成了奶牛个体间乳脂ω-6/ω-3 PUFA比值变异的微生物学基础。该研究不仅揭示了瘤胃微生物在乳脂脂肪酸代谢中的核心调控作用,也为通过靶向调控瘤胃微生物来开发营养强化型乳制品提供了新的研究方向。

7163银河官网在读博士研究生张晗为论文第一作者,7163银河官网毛胜勇教授为论文通讯作者。7163银河官网朱伟云教授、申军士副教授、西北工业大学博士后谢斐对本文的研究提供了重要支持,在读博士研究生毛蔚敏、来征、硕士研究生朱奕鹏、董佳豪和李璐参与了研究。本研究得到了国家重点研发计划–奶业全产业链高效优质生产关键技术项目的资助。
论文链接:https://doi.org/10.1186/s40168-026-02397-7
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