2025年6月10日，印遇龙院士团队在AdvancedScience（IF15.1）发表题为“Targetedinterventionstrategiesformaternal-offspringtransmissionofChristensenellaceaeinpigsviaadeeplearningmodel”的研究性论文。研究开发了母体-子代微生物传递模型（Maternal-offspringmicrobialtransmissionmodel，MOMTM），揭示了宁乡猪母源微生物垂直传递对子代肠道微生物定植和粗饲料利用的调控机制。其中百迈客生物提供了单菌基因组测序服务。

文章链接：

https://doi.org/10.1002/advs.202503411.

文章内容

由于瘦肉型猪对饲粮纤维消化利用率不高，粗饲料的利用受限；而以宁乡猪为代表的中国本土品种猪表现出较高的粗饲料利用效率和适应性，可能与其特定的肠道菌群结构相关。肠道微生物的早期定植和演替对肠道发育和营养物质代谢发挥重要作用。然而，由于准确识别传递类群的复杂性，早期母体微生物干预仍然是一个挑战。本研究整合了2910份母仔猪肠道微生物16SrDNA样本，发现本土品种宁乡猪在哺乳期表现出独特的菌群演替模式，具有较低的Bacillota水平和较快的母体菌群传递速度；而外来品种猪则在菌群定植和成熟阶段呈现出明显不同的微生态结构。通过整合来自不同猪品种、环境和日粮的微生物组数据，建立了基于注意力机制的长短时记忆网络（LSTM）模型（即MOMTM模型），用来预测和分析猪的母代微生物传递动态，成功预测了在发育早期表现出高传播中心性的关键传递类群ChristensenellaceaeR-7group。通过随机森林算法对公开数据库中调控仔猪肠道微生物组数据进行评分，筛选出调控ChristensenellaceaeR-7group效果最好的低聚半乳糖（GOS）；通过采用GOS进行有针对性的宁乡猪母体微生物干预可以促进ChristensenellaceaeR-7群主导的微生物肠型的建立，并提高后代的纤维消化率。通过解析母源传递核心菌Christensenella属功能富集与定植策略表明，Christensenellaminuta表现出最广泛的酶谱，编码多种黏附蛋白（ScaC、VraS、ChaperoninGroEL等）的基因显著表达，有助于在宿主肠道黏液层及上皮细胞附着。母体灌服宁乡猪粪便中分离的C.minuta菌株，显著改变了母体及子代的菌群结构，促进短链脂肪酸生成和粗纤维消化率。

本研究揭示了宁乡猪母源微生物对子代肠道微生物定植和粗饲料利用的调控机制，为利用益生菌优化猪群肠道菌群、改善粗饲料利用率提供理论依据和应用策略。同时，建立的MOMTM为阐明复杂的微生物传递机制建立了一个强大的框架，为微生物组管理和治疗调节的新策略奠定了基础，并具有扩展到人类健康和疾病预防的潜在应用。

作者信息

博士研究生沈海波为论文第一作者，岳麓山实验室畜禽品种创制中心印遇龙院士以及猪营养基因组与种质创新团队王婧副教授和谭碧娥教授为论文共同通讯作者。该研究得到国家重点研发计划课题（2021YFD1300401）、国家自然科学基金区域创新发展联合基金重点支持项目（U20A2054）和湖南省自然科学基金创新群体项目（2024JJ1004）的资助。

原文标题：ADVSCI丨印遇龙院士团队开发母体-子代微生物传递模型（MOMTM）揭示母源微生物传递机制