【分享】文献分享：中国农大团队新突破！构建合成微生物群落助力肉鸡肠道健康与免

共享精神

在现代家禽养殖中，肉鸡的健康状况直接关系到养殖效益与食品安全，而肠道微生物群落作为肉鸡健康的 “隐形守护者”，正日益成为研究焦点。中国农业大学动物科学技术学院的胡永飞 / 呙于明教授团队，凭借其在国际微生物生态学顶级期刊 The ISME Journal 发表的前沿研究，为肉鸡养殖行业带来了振奋人心的新突破，开辟了一条提升肉鸡健康的全新路径。

本研究构建了一个模拟成年即肠道菌群结构和功能的合成微生物群落SynComBac10，通过生命早期对肉鸡肠道微生物组进行干预，揭示了该群落改善肉鸡肠道稳态并继发分解丝状菌（Segmented filamentous bacteria,SFB） 介导的抗沙门氏菌感染的作用和机制。

一、研究背景：突破传统藩篱，拥抱创新技术

鸡的胃肠道堪称一座微生物的 “超级城市”，栖息着数以亿计、种类繁杂的微生物。这些微生物各司其职，在营养物质的消化吸收、肠道屏障的稳固构建以及宿主免疫力的提升等方面，都发挥着不可或缺的关键作用。长期以来，粪便菌群移植作为调控肠道菌群的传统手段，虽有一定成效，但因其菌群成分犹如一团迷雾，难以精准把控，在大规模推广应用，特别是在畜牧业生产中，遭遇了重重阻碍。而合成微生物群落这一新兴技术，宛如一颗冉冉升起的新星，它由精心挑选、明确可培养的菌株组成，具备高度的安全性、可控性与可重复性，正引领着微生物组工程领域迈向新的发展阶段。

二、研究过程：精挑细选，打造微生物 “梦之队”

为了构建能够在肉鸡生命早期精准调控肠道微生物组的合成微生物群落，科研团队开启了一场艰苦卓绝的探索之旅。他们运用先进的培养组学技术，深入健康鸡肠道内容物这一微生物的 “宝库”，历经重重筛选，成功分离出 243 个细菌种。随后，经过多轮严格的评估与比对，从这些菌株中精心挑选出 10 株具有代表性的菌株，它们分别来自鸡肠道中最普遍且最丰富的菌门，最终构建出了合成微生物群落 SynComBac10。功能预测结果令人惊喜，这个看似简单的群落，竟能覆盖鸡肠道不同区段 70% - 88% 的核心微生物功能。不仅如此，体外实验还证实，SynComBac10内部成员之间相处融洽，能够稳定共存，并且面对病原菌的侵袭，展现出了强大的抵御能力。

图1： 研究方案与实验设计


图2 ：菌株筛选全流程解析



关键数据支撑：

• 覆盖回肠82%、盲肠76%核心代谢通路
• 抑制沙门氏菌效率达94.3%（体外共培养）
• 菌株共生稳定性>98%（连续传代20次）
  

三、研究成果：肠道稳态与免疫增强的双重奇迹

当 SynComBac10通过口服灌胃的方式进入新生雏鸡体内后，一系列奇妙的变化悄然发生。肉鸡的生长性能得到显著提升，肠道健康状况明显改善，肠道上皮屏障的发育进程大幅提前，相关基因的表达水平显著上调。微生物组分析进一步揭示，SynComBac10宛如一位 “催化剂”，加速了回肠和盲肠微生物群的成熟进程，更为关键的是，它成功促使分节丝状菌（SFB）在鸡肠道中提前定植。

SFB 的提前定植，犹如在肉鸡体内点燃了一把免疫 “烽火”，迅速诱导了 Th17细胞介导的免疫应答。Th17 细胞比例显著升高，IL - 17A、IL - 17F 和 IL - 22 等与免疫防御密切相关的基因表达上调。这些细胞因子如同免疫系统的 “特种兵”，能够增强肠道上皮细胞的抗菌能力，迅速招募免疫细胞奔赴感染部位，激发炎症反应，从而有效抵御沙门氏菌等病原体的入侵。与此同时，SFB 介导的免疫应答还巧妙地改善了血清免疫球蛋白 IgA 和 IgG 的动态平衡。作为肠道黏膜免疫的 “先锋卫士”，IgA 能够在病原体入侵的第一时间，阻止其与肠道上皮细胞结合，并中和毒素；而 IgG 则如同免疫系统的 “重火力武器”，在全身性免疫中发挥关键作用，能够精准识别并结合病原体，引导吞噬细胞将其吞噬清除。

在抗感染实验中，经 SynComBac10预处理的新生雏鸡，面对沙门氏菌的猛烈 “攻击”，展现出了超乎寻常的抵抗力。它们体重损失明显减少，肠道损伤程度显著减轻，血清 IgA 水平大幅升高。这一系列数据有力地证明，SynComBac10通过促进 SFB 的定植与增殖，成功激活了特异性免疫应答，为肉鸡抵御沙门氏菌感染构筑起了一道坚固的防线。

（表1）SynComBac10作用效果实证

检测指标	对照组	处理组	提升幅度
回肠绒毛高度	352μm	478μm	+35.8%
紧密连接蛋白表达	1.0倍	2.3倍	+130%
血清IgA水平	0.8mg/mL	2.1mg/mL	+162.5%
沙门氏菌载量	10^6 CFU/g	10^3 CFU/g	降低1000倍

图3：免疫激活机制解析


四、深度发现：揭秘 SFB，探寻共生奥秘

SFB 作为一类特殊的肠道共生菌，长期以来一直笼罩在神秘的面纱之下，其体外纯培养至今仍是科学界尚未攻克的难题。然而，在本次研究中，科研团队另辟蹊径，通过宏基因组鸟枪法测序技术，从 7 日龄 SynComBac10鸡的回肠末端样本中，成功组装获得了两个鸡源 SFB 基因组。比较分析发现，禽类肠道中的 SFB 呈现出独特的多样性，存在两种不同类型，并且与鼠源和人源 SFB 在进化树上形成了独立的分支，充分彰显了其高度的宿主特异性。

更为有趣的是，研究人员发现 SFB 基因组存在大量营养代谢相关功能基因的缺失。而此时，SynComBac10成员宛如一群 “雪中送炭” 的伙伴，恰好能够弥补 SFB 的这一缺陷。通过可转移代谢物预测和非靶向代谢组学分析，研究人员揭示了其中的奥秘：SynComBac10能够分泌氨基酸、碳水化合物、核苷酸和铁载体等多种 SFB 自身无法合成的必需营养物质，为 SFB 在鸡肠道中的早期定植与生长提供了有力的支持。



五、研究意义：开辟养殖新路径，引领产业新变革

本研究构建的 SynComBac10，无疑为改善动物肠道健康树立了一个全新的典范。早期接种SynComBac10，不仅能够有效提升肉鸡肠道稳态，更重要的是，揭示了其通过激活 SFB 介导的 Th17 细胞免疫应答，增强宿主对沙门氏菌感染抵抗力的全新机制。

这一发现，为未来家禽产业的微生态调控技术创新注入了新的活力，提供了极具价值的新思路。相信在不久的将来，这项研究成果将走出实验室，广泛应用于实际养殖生产中，为肉鸡养殖带来更高的经济效益，推动整个家禽产业朝着更加健康、可持续的方向发展。



六、研究团队：精英汇聚，铸就科研辉煌

本次研究的第一作者张美红，作为中国农业大学动物科学技术学院的在读博士研究生，在合成微生物群落改善肉鸡肠道健康和生长性能的研究领域，已经取得了令人瞩目的成绩。通讯作者胡永飞教授，作为中国农业大学的杰出人才，在肠道微生物研究领域深耕多年，承担了多项国家和省部级重大科研项目，发表了大量高质量的 SCI 论文，其研究成果在国内外学术界获得了广泛的认可与赞誉。正是这样一支由优秀人才汇聚而成的科研团队，凭借其扎实的专业知识、勇于创新的精神和严谨的科研态度，才得以在微生物组研究领域取得这一突破性的成果。

来源：兽医硕士Chen独秀儿