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了解微生物群和猪生产之间的关系——为什么我们还没有做到?(1)


现代畜牧网 http://www.cvonet.com 2022/12/1 7:53:10 关注:115 评论: 我要投稿

  微生物群是什么?它如何帮助保持猪的健康?目前使用微生物DNA测序的局限性是什么?
  在过去的几年里,你最有可能谈论的是猪的“微生物群”。许多科学研究已经研究了微生物群及其对生产和健康的影响,但对于“健康的微生物群”是什么样子并没有清晰的定义。什么是微生物群,它如何帮助你保持猪的健康?我们将在本文对此进行调查。
  微生物群(Microbiota)一词是用生态学术语生物群创造的,生物群是指在特定区域或栖息地中发现的任何生命形式。因此,微生物群与微观生物群相关,即在特定地点发现的所有微生物(例如,猪肠道微生物群组成如图1所示)。该术语包括细菌群(仅针对细菌时)、病毒群(仅针对病毒)或真菌群(仅针对真菌)。这不应与微生物组(或以“-ome”结尾的其他术语)混淆,后者意味着给定样本中基因组的集合。基因组是特定有机体的基因集合。微生物群和微生物组不是一回事,但它们经常互换使用。


  图1:猪肠道微生物群中不同微生物的估计相对比例。虽然细菌与猪肠道中的绝大多数微生物相对应,但其他微生物在复杂的肠道-微生物群串扰网络中发挥着重要作用。

  微生物群的研究是一项极其复杂和富有挑战性的工作。事实上,大多数关于“微生物群”的研究都着眼于其他方面。与生物学家使用双筒望远镜观察巴西热带雨林中的野生金刚鹦鹉不同,微生物学家不能只观察病毒,还应观察它们之间的相互作用。事实上,我们无法使用常规方案在实验室中培养许多微生物(Kogure等人,1979年;Staley和Konopka,1985年)。这是一个问题,科学家称之为“平板计数异常”:一种在显微镜下观察许多不同微生物的现象,但实验室培养不会产生这种多样性(图2)。这是因为我们对每种微生物的营养和环境要求了解有限——我们可能只知道微生物中非常有限的一部分。那么,如何研究微生物群呢?
  答案是测序——我们对它们的基因组进行测序,并使用它们的DNA序列来识别它们,了解它们如何相互作用,以及其猪宿主。每个微生物(和其他生物)的DNA序列都起着条形码的作用。通过“扫描”这个条形码,我们可以识别“产品”(微生物)。因此,我们对微生物群的了解绝大多数来自于对微生物组的了解。但是,为什么我们不能像10000年前驯化狗那样驯化微生物群,并使其为我们服务呢?
  到目前为止,大多数研究都集中在回答在微生物组中包含哪些细菌。虽然这是一个重要的步骤,但现在已经开始认识到,比了解“谁”更重要的是了解“他们在做什么?”。此外,在DNA测序技术和将这些(大量)数据转化为猪舍中有用的解决方案时,有几个注意事项:
  DNA无处不在。这意味着几乎在分析的每一步都会引入污染物(Salter 等人,2014)。除非存在非常强大的控制,否则这可能会扭曲数据并模糊结果,而通常情况下,它们并不是;用于分析微生物组数据的工具没有标准化,并且每个工具都有固有的偏差。这意味着很难将一项研究的数据与另一项研究的数据进行比较;有很多微生物(仅结肠就有1014种)。他们都是不同的,我们对它们中的大多数是什么、它们能做什么以及它们是如何做到这一点的知之甚少;任何重要的活性通常都来自罕见的微生物——这意味着我们在大海捞针,却不知道针是什么样子;微生物之间存在着我们不了解/不知道的相互作用,那么我们如何寻找它们呢?
  微生物群复杂多变。不同宿主(猪vs牛)、不同地点(猪眼vs猪嘴)、不同时间(早上vs晚上)(Liang和FitzGerald,2017;Voigt等人,2016)。本质上,每次我们看,我们都会看到一些不同的东西。
  有一种看法认为,随着DNA测序技术变得更加高效和容易获得,以及改进的污染物检测技术的发展,其中一些挑战将在未来几年内得到解决。在本系列的下一篇文章中,我们将了解如何解释微生物组数据,目前我们对猪微生物组的了解,以及在利用其潜力改善健康和生产方面取得的进展。
  文章来源:pig333

文章来源:pig333     文章编辑:一米优讯     
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