《npj Biofilms and Microbiomes》：Integrative multi-omics analysis of dietary fibre-induced modulations in the composition and function of chicken caecal microbiota
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為了解決禽類養殖中飼料成本高、與人爭糧的問題，本研究探討了膳食纖維作為改善腸道健康的潛在策略。研究人員利用多組學方法，分析了可溶性菊粉與不可溶性纖維素對肉雞盲腸微生物組成和功能的差異性影響。研究發現高劑量菊粉(4%)顯著改變了菌群結構并引發廣泛的代謝適應，而高劑量纖維素(4%)影響甚微。這為針對不同纖維類型優化家禽腸道健康、營養利用和生產性能提供了科學依據。
在禽類養殖業追求可持續發展的道路上，兩道棘手的“攔路虎”日益凸顯：不斷攀升的飼料成本，以及飼料原料與人類口糧的激烈競爭。這促使科研人員和產業界將目光投向更經濟、可持續的飼料替代方案。其中，膳食纖維因其對動物腸道健康的潛在益處而備受關注。腸道，尤其是其內定居的龐大微生物群落（即腸道微生物組），被認為是動物消化、免疫和整體健康的關鍵調控者。那么，不同種類、不同劑量的膳食纖維，究竟會如何“重塑”家禽腸道內的微觀世界，進而影響其功能呢？為了深入解答這個問題，一項研究聚焦于肉雞，采用前沿的整合多組學技術，系統揭示了可溶性菊粉與不可溶性纖維素對其盲腸微生物組組成和功能的差異化調控機制，相關成果已發表于國際知名期刊《npj Biofilms and Microbiomes》。
研究人員開展此項研究，主要運用了多組學整合分析這一關鍵技術方法。具體而言，他們通過宏基因組學（Metagenomics）解析微生物的基因組成，通過宏轉錄組學（Metatranscriptomics）分析微生物的基因表達活性，并結合代謝組學（Metabolomics）等技術，從基因、轉錄到代謝物層面，全方位描繪了膳食纖維干預下肉雞盲腸微生物群落的結構與功能變化圖譜。研究設立了不同的膳食纖維（菊粉和纖維素）添加水平組，以進行比較。
高菊粉添加顯著改變盲腸微生物組成
通過分析發現，與對照組或低劑量添加組相比，高劑量（4%）菊粉的補充對肉雞盲腸微生物的物種構成產生了最為顯著的影響。這表明可溶性膳食纖維菊粉能夠強烈地干預和重塑腸道菌群的結構。
菊粉促進廣泛的微生物代謝適應
進一步的功能分析揭示，高劑量菊粉不僅改變了微生物“是誰”（組成），更深刻地影響了它們“在做什么”（功能）。研究觀察到盲腸微生物群落發生了廣泛的代謝途徑適應性變化，涉及碳水化合物代謝、能量產生等多個方面。這清晰地表明，菊粉作為一種易于被微生物發酵利用的碳源，在盲腸內引發了強烈的發酵反應，驅動微生物群落調整其代謝策略以充分利用這一資源。
高纖維素添加對微生物組影響有限
與菊粉形成鮮明對比的是，即使是高劑量（4%）的纖維素補充，對盲腸微生物的組成和功能影響也微乎其微。這一結果反映了纖維素自身的特性：由于其復雜的物理結構和有限的生物可發酵性，腸道微生物難以對其進行快速、大量的降解和利用，因此對微生物生態系統的擾動較小。
綜上所述，本研究通過整合多組學分析，明確了不同類型膳食纖維對肉雞盲腸微生物組的作用存在本質差異。可溶性菊粉能有效調節微生物群落結構并激發其代謝潛能，而不可溶性纖維素的影響則相對有限。這些發現為我們理解膳食纖維與腸道微生物互作的機制提供了寶貴的見解。更重要的是，它指向了一種精準營養策略的可能性：在禽類日糧中，可以有選擇性地使用特定類型和劑量的纖維，以定向優化腸道微生物組成和功能，最終達到提升飼料利用效率、保障腸道健康、改善家禽生產性能的目的。這項研究為開發更高效、更可持續的家禽養殖方案奠定了重要的科學基礎。
