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 为探究不同膳食纤维成分干预下肠道微生物的代谢相互作用及介质，中科院亚热带农业生态研究所等机构研究人员以山羊为模型开展研究。结果发现不同纤维类型可影响山羊胃肠道微生物组成及代谢。这为理解膳食纤维对宿主动物的作用机制提供新视角。

       在动物养殖的世界里，膳食纤维就像一把神奇的钥匙，看似毫不起眼，却对动物的生长和健康有着至关重要的影响。然而，这把钥匙究竟是如何发挥作用的，一直是科研人员渴望解开的谜团。在反刍动物中，胃肠道微生物与膳食纤维的 “互动” 十分关键，但目前我们对不同纤维成分干预下肠道微生物的代谢相互作用和介质了解甚少，就像在黑暗中摸索，缺乏全面的认知。为了照亮这片黑暗区域，中国科学院亚热带农业生态研究所等机构的研究人员挺身而出，开启了一场探索之旅。他们以山羊为研究模型，开展了一项关于不同膳食纤维（快速发酵纤维 FF 和慢速发酵纤维 SF）对胃肠道微生物影响的研究。这项研究成果发表在《Microbiome》上，为我们揭示了许多重要的信息。

       研究人员主要运用了扩增子测序、元基因组分析和代谢组学等技术方法。他们从 24 只健康的湘东黑山羊入手，将其随机分为 FF 和 SF 两组进行饲养实验。实验过程中，研究人员采集了山羊的粪便、胃肠道内容物及组织样本，通过一系列分析技术，深入探究微生物的组成、功能以及代谢情况。

       研究结果令人眼前一亮。首先是胃肠道发酵模式，FF 组山羊平均日增重更高（56.7g/d vs. 42.1g/d），且干物质（DM）、总能（GE）和淀粉消化率更高；SF 组山羊则中性洗涤纤维（NDF）消化率更高。在短链脂肪酸（SCFAs）方面，两组山羊在瘤胃、回肠和盲肠中的 SCFAs 浓度和摩尔比例均有显著差异。

       接着看微生物群落的差异，膳食纤维类型对盲肠中活性细菌群落的 α 多样性有显著影响，FF 组的 Chao1 和 Shannon 指数更低。β 多样性分析显示，不同胃肠道区域的微生物样本聚类不同，且受纤维类型影响。在不同区域，膳食纤维类型改变了优势细菌类群的组成，如瘤胃中 SF 组的 Saccharofermentans 和 Ruminococcus 等菌属丰度增加，FF 组则 Prevotella 等菌属丰度增加。

       在纤维降解途径上，FF 处理增加了瘤胃和盲肠中微生物基因目录的丰富度指数。SF 饮食在瘤胃和盲肠中选择了更多的纤维素酶（GH3）和半纤维素酶（GH10、GH43 和 GH51），而 FF 饮食则促进了果胶酶（PL1、GH28 和 CE8）的增加，表明 FF 处理促进果胶降解，SF 饮食促进纤维素和半纤维素的解聚。

       微生物介导的能量代谢也受到膳食纤维类型的影响。在瘤胃中，SF 处理增加了参与糖酵解和醋酸生成的底物水平磷酸化（SLP）酶基因的丰度，以及 F 型和 V/A 型 ATP 酶的关键基因丰度，且这些酶与 NDF 消化率和瘤胃醋酸生成呈正相关，说明 SF 饮食增强了能量代谢以促进纤维利用。

       在钴胺素（维生素 B12）合成方面，膳食纤维类型在瘤胃、回肠和盲肠中选择了不同的微生物介导的钴胺素合成潜力。SF 处理在瘤胃中富集了更多参与钴胺素从头合成途径的基因，表明 SF 饮食可能具有更高的钴胺素合成能力。

       最后，通过元基因组拼接分析发现，FF 和 SF 饮食在瘤胃和盲肠中分别富集了不同的功能性微生物分类群。SF 饮食富集了纤维分解细菌，如 Fibrobacter 和 Ruminococcus，有助于提高纤维利用率；FF 饮食则富集了果胶分解细菌，如 Prevotella，更有利于动物生长。

       综合研究结论和讨论部分，该研究表明微生物对膳食纤维的利用动态受纤维类型（纤维含量和多糖化学）的影响，且具有胃肠道区域依赖性。慢速发酵纤维通过微生物 B12合成过程，选择瘤胃和盲肠中的纤维分解细菌，增强纤维素和半纤维素的降解；快速发酵纤维则有利于果胶分解细菌和途径，促进动物生长。这一研究成果为从整个胃肠道角度理解膳食纤维如何使宿主动物受益提供了新的见解，揭示了关键的代谢途径和独特的机制，为反刍动物营养和养殖提供了重要的理论依据，有助于优化动物饲料配方，提高养殖效益，同时也为未来相关微生物研究指明了方向，推动了该领域的进一步发展。( 来源：生物通 )