基因SPINK5影响奶牛瘤胃微生物群落

最近一项涉及五个农场的603头泌乳荷斯坦奶牛的研究发现，SPINK5基因是调节瘤胃微生物群落和发酵过程的重要因素。该研究发表在npj Biofilms and Microbiomes上，强调了宿主基因对瘤胃微生物群落变化的贡献。

研究结合了基因组数据与瘤胃微生物组和发酵参数。结果表明，基因聚类显著影响了瘤胃微生物群落的结构和多样性。研究人员识别出54个可遗传的微生物类群，并注意到中等水平的短链脂肪酸(SCFA)浓度与微生物网络内的高连通性有关。

全基因组关联分析在第7号染色体上发现了一个与丁酸和丙酸浓度相关的热点区域。该分析优先将SPINK5列为最有力的候选基因。SPINK5基因在瘤胃的分层鳞状上皮中有特异性表达，参与上皮角质化和屏障渗透性。

进一步的实验显示，敲除SPINK5增加了与角质化相关的基因表达，并增强了上皮屏障的特性。相反，过表达SPINK5则导致上皮渗透性增加。这表明SPINK5变体通过上皮屏障-SCFA稳态轴调节瘤胃微生态的新机制。

这些发现为针对微生物组的基因组选择提供了可操作的标记，有可能提高发酵效率，减少甲烷排放，并改善整体奶牛性能。该研究得到了中国国家重点研发计划和中央高校基本科研业务费的支持。