中国农业大学动科学院曹志军教授团队揭示奶业生产系统中微生物组和毒力因子基因的特征及潜在传播途径

　　中国农大新闻网讯 近日，环境学权威期刊《危险材料杂志》（Journal of Hazardous Materials）在线发表了我校动科学院曹志军教授团队的研究论文《宏基因组学揭示奶业生产系统中微生物组和毒力因子基因的特征及潜在传播途径》（metagenomics reveals the characteristics and potential spread of microbiomes and virulence factor genes in the dairy cattle production system），探究了在奶业生产系统中不同生态位的毒力因子基因的特征及传播现状。

 

　　毒力因子基因对生态安全和动物健康构成潜在威胁，越来越受到畜牧业的重视。奶牛作为主要的家畜类型之一，可能是毒力因子基因（VFG）传播的重要来源。然而，VFG在奶牛胃肠道和周围环境中的分布、传播和进化尚不清楚。本研究共采集了成母牛、犊牛、初乳、农场废水和土壤等263份样品。利用宏基因组学分析了这些生态位中微生物组和VFG特征的变化。

 

　　相关结果表明瘤胃和粪便的VFG表现出明显的差异，并受区域的影响。VFG的优势宿主受其微生物结构的调控。奶牛的瘤胃和粪便是犊牛胎粪中VFG的重要来源，而牛初乳显著增加了新生犊牛粪便中VFG的丰度，肠杆菌科成为主要宿主。饮食是犊牛VFG时间变化的主要驱动力。对于周围环境的样品，水和土壤的VFG浓度更高，结构更稳定。此外，移动遗传元件与VFG之间的广泛相互作用以及基于宏基因组结合的基因移动分析图谱均显示了VFG在奶牛和环境中潜在的水平转移能力。本项研究揭示了VFG在奶业生产系统中的流行、扩散和调控因素，为减少家畜VFG和限制其传播提供了新的见解。

 

　　中国农业大学为该论文的第一完成单位，动科学院博士生庄一民、博士后刘帅为论文的共同第一作者，曹志军教授为论文的通讯作者。奶牛营养创新团队负责人李胜利教授对本研究给予了大力支持，该研究获得了“十四五”国家重点研发计划课题（2023YFD1300904）、国家自然科学基金面上项目（32272902）、宁夏回族自治区重点研发项目（2024BBF01006）及拼多多-中国农业大学科研基金（PC2023B02002）项目的资助。

 

　　曹志军教授团队长期从事奶牛营养与牛奶质量研究。2015年首次提出奶牛母子一体化养殖理念与关键技术，牵头成立国际后备牛培育协作创新平台（International Calf and Heifer Organization），主办三届国际后备牛大会（2018，2020，2022）。第一或通讯作者在农业、奶业与动物科学领域顶级期刊《奶业科学杂志》（Journal Dairy Science）发表文章14篇，多篇论文发表于《细胞代谢》（Cell metabolism）、《微生物组》（Microbiome）、《npj生物膜和微生物组》（npj Biofilms and Microbiome）、《总体环境科学》（Science of the Total Environment）等国际知名期刊，1篇入选ESI高被引论文。主持制定国家标准《后备奶牛饲养技术规范（GB/T37116-2018）》，成果入选农业农村部主推技术4项，获教育部科技进步一等奖（2019，排名1）、神农中华农业科技奖优秀创新团队（2023，排名1）、国家科技进步二等奖（2014，排名5）等，在国内外具有一定的影响力。