肠道微生物组与伊比利亚猪饲料效率的深度解析：递归模型揭示的遗传关联

为探究宿主基因组、肠道微生物组与猪饲料效率关系，研究人员开展相关研究，发现多个影响 FCR 和 RFI 的 ASV，对养猪业有指导意义。

　　在养猪业中，饲料成本占据了总成本的 60% 以上，饲料效率直接关系到农场的可持续性和盈利能力。猪的肠道微生物组在将饲料转化为能量的过程中起着关键作用，影响着猪的生长和健康。然而，猪基因组和肠道微生物组如何相互作用以影响饲料效率相关性状，如饲料转化率（FCR）和剩余采食量（RFI），其具体机制尚不清楚。为了解开这些谜团，来自西班牙相关机构的研究人员展开了深入研究，该研究成果发表在《animal》杂志上。

研究人员使用了递归模型（RM）和多性状混合模型（MTM），对 587 头伊比利亚雄性猪进行了全面分析。研究样本来自伊比利亚测试中心的 IngaFood S.A.，这些猪在特定的生长阶段接受了详细的观察和数据收集。在研究过程中，运用了 16S rRNA 基因测序技术来分析肠道微生物组，同时通过特定的公式计算 FCR 和 RFI 等饲料效率性状。

研究结果如下：

1. 描述性结果：研究人员对每个饲料效率性状（FCR 或 RFI）与一个 ASV 分别构建标准双变量模型，最终确定了 375 个 ASV 用于后续分析。这些 ASV 中，三个最丰富的属是Lactobacillus、Streptococcus和Clostridium_sensu_stricto_1，它们占总丰度的 45%。
2. 递归（微生物组）参数：递归参数反映了微生物对性状的影响程度。研究发现，有 14 个 ASV 对 FCR 有显著影响，16 个 ASV 对 RFI 有显著影响，其中 7 个 ASV 对两者都有影响。例如，属于Lactobacillus属的一些 ASV 与较低的 FCR 和 RFI 相关，意味着这些微生物可能有助于提高饲料效率。
3. 微生物遗传力：研究估计了 375 个 ASV 的微生物遗传力（<>_m²），其范围从 0.09 [0.00, 0.26] 到 0.85 [0.55, 0.99]，平均为 0.44 ± 0.13。根据相关标准，研究人员将 ASV 分为四个组。大多数 ASV 被归类为第 1 组，没有 ASV 属于第 2 组和第 3 组，而第 4 组中分别有 14 个和 16 个 ASV 与 FCR 和 RFI 相关。
4. 饲料效率性状的直接和总遗传力：研究估计了 FCR 和 RFI 的直接（<>_d²）和总遗传力（<>_t²）。对于 FCR，<>_d²的平均值为 0.23 ± 0.04，<>_t²的平均值为 0.20 ± 0.04；对于 RFI，<>_d²的平均值为 0.18 ± 0.03，<>_t²的平均值为 0.16 ± 0.03 。结果显示，大多数 ASV 导致总遗传力下降。

研究结论和讨论部分指出，递归模型为揭示宿主基因组、肠道微生物组和饲料效率之间的关系提供了有力的框架。研究确定了 7 个影响 FCR 和 RFI 的 ASV，表明肠道微生物组的组成受宿主遗传控制。通过对肠道微生物组进行分类，发现具有显著影响和中等遗传控制的微生物可作为选择对象，用于改善饲料效率相关性状的遗传力。此外，研究还发现 FCR 和 RFI 的直接遗传力高于总遗传力，这一现象暗示了宿主基因组对微生物组效应的某种制衡。然而，研究也存在一定的局限性，例如微生物与表型之间的因果关系可能更为复杂，研究中未充分探索微生物之间的协方差可能带来的影响等。尽管如此，该研究仍为理解肠道微生物组对饲料效率性状的调节作用提供了新的视角，为养猪业通过调控微生物组提高饲料效率提供了理论依据和实践指导，有助于推动养猪业的可持续发展。

在研究方法上，研究人员首先选取了 587 头伊比利亚雄性猪作为研究对象，记录其生长数据以计算 FCR 和 RFI。同时，采集 140 日龄猪的 151 份直肠拭子样本，运用 16S rRNA 基因测序技术分析肠道微生物。通过构建多性状混合模型（MTM）并转化为递归模型（RM），估计遗传参数、微生物遗传力等关键指标，从而深入探究各因素间的关系。