近日，我校蔣林樹教授團(tuán)隊(duì)在國際學(xué)術(shù)期刊《危險(xiǎn)材料雜志》（Journal of Hazardous Materials，中科院1區(qū)Top期刊，影響因子12.2）在線發(fā)表了題為《植物活性物質(zhì)添加劑對(duì)圍產(chǎn)期奶牛瘤胃抗生素抗性基因和毒力因子抑制作用的宏基因組學(xué)研究》（Metagenomic insights into the inhibitory effect of phytochemical supplementation on antibiotic resistance genes and virulence factors in the rumen of transition dairy cows）的研究性論文。該研究以圍產(chǎn)期奶牛為研究模型探究了飼糧中添加柚皮苷對(duì)瘤胃抗性基因和毒力因子的影響與機(jī)制，為開發(fā)植物源飼料添加劑改善瘤胃功能、減少抗性基因和毒力因子向環(huán)境的擴(kuò)散提供了理論基礎(chǔ)。動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院趙玉超副教授和已畢業(yè)研究生李留學(xué)（現(xiàn)為南京農(nóng)業(yè)大學(xué)博士研究生）為論文的共同第一作者，蔣林樹為論文的通訊作者。該研究獲得了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和北京市自然科學(xué)基金的資助。

據(jù)悉，抗生素耐藥性被世界衛(wèi)生組織列為全球十大公共衛(wèi)生威脅之一。畜牧業(yè)中抗生素的廣泛使用導(dǎo)致動(dòng)物腸道成為抗性基因的“儲(chǔ)存庫”，這些基因可能通過糞便、唾液或畜產(chǎn)品鏈條傳播至環(huán)境。此外，細(xì)菌采用毒力策略來逃避宿主防御，抗生素耐藥菌株通常攜帶毒力因子，抗性基因和毒力因子的同時(shí)存在通過增加了細(xì)菌的適應(yīng)性、持久性和傳播潛力加劇了人類健康的風(fēng)險(xiǎn)。研究表明，奶牛作為反芻動(dòng)物，其瘤胃微生物群是抗性基因和毒力因子的重要載體，尤其在圍產(chǎn)期（產(chǎn)前3周—產(chǎn)后3周階段），奶牛生理代謝劇烈變化可能加劇抗性基因的擴(kuò)散。尋找天然干預(yù)手段抑制抗性基因和毒力因子的傳播，已成為農(nóng)業(yè)與環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的重要課題。

研究團(tuán)隊(duì)選取36頭圍產(chǎn)期荷斯坦奶牛，將其分為對(duì)照組（基礎(chǔ)日糧）和柚皮苷組（基礎(chǔ)日糧中添加30 g/d柚皮苷）。通過宏基因組測(cè)序技術(shù)，分析兩組奶牛瘤胃液中微生物群落結(jié)構(gòu)、抗性基因和毒力因子在圍產(chǎn)期的動(dòng)態(tài)變化，并結(jié)合生物信息學(xué)方法評(píng)估柚皮苷對(duì)耐藥基因網(wǎng)絡(luò)的影響。

柚皮苷調(diào)控圍產(chǎn)期奶牛瘤胃菌群、抑制抗性基因與毒力因子的表達(dá)

研究發(fā)現(xiàn)，柚皮苷可促進(jìn)有益菌群（如擬桿菌門Bacteroidota）增殖，優(yōu)化瘤胃發(fā)酵功能，顯著提升揮發(fā)性脂肪酸產(chǎn)量，提高產(chǎn)奶量。飼喂柚皮苷后，圍產(chǎn)期奶牛瘤胃抗性基因總豐度降低5.2%（產(chǎn)前）和9.0%（產(chǎn)后），顯著抑制了臨床高風(fēng)險(xiǎn)的β-內(nèi)酰胺類（如mecA）、四環(huán)素類（tetM、tetO）及氨基糖苷類（rmtF）耐藥基因。同時(shí)，柚皮苷可以抑制毒力因子的表達(dá)，毒力因子總豐度減少4.9%（產(chǎn)前）和7.2%（產(chǎn)后），涉及細(xì)菌黏附、毒素分泌及鐵攝取系統(tǒng)等功能。機(jī)制上看，致病菌門，特別是變形菌門（Proteobacteria）豐度顯著降低，該菌群是多重耐藥基因的主要攜帶者，變形菌門受到抑制可能是抗性基因和毒力因子減少的原因之一。抗性基因-毒力因子互作網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度增加，但整體耐藥與致病潛力下降，表明微生物群落趨于穩(wěn)定共生。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)減少抗性基因的環(huán)境傳播具有重要意義。通過減少耐藥細(xì)菌和毒力因子在瘤胃中的水平，柚皮苷可能降低抗性基因通過唾液、排泄物傳播到土壤、水源，最終進(jìn)入食品鏈的風(fēng)險(xiǎn)。

蔣林樹表示，團(tuán)隊(duì)將深入學(xué)習(xí)貫徹黨的二十屆三中全會(huì)精神，貫徹落實(shí)《教育強(qiáng)國建設(shè)規(guī)劃綱要（2024－2035年）》和全國全市教育大會(huì)精神，全面落實(shí)學(xué)校第四次黨代會(huì)目標(biāo)任務(wù)，緊密圍繞“落實(shí)教育強(qiáng)國建設(shè)綱要，推動(dòng)學(xué)校事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”主題主線，以“實(shí)干創(chuàng)先年”為抓手，不斷提升科技創(chuàng)新能力，產(chǎn)出高水平科研成果，持續(xù)提升人才自主培養(yǎng)質(zhì)量，為加快建設(shè)國內(nèi)一流國際知名都市農(nóng)林特色高水平應(yīng)用型大學(xué)作出新的更大貢獻(xiàn)，為加快實(shí)現(xiàn)高水平農(nóng)業(yè)科技自立自強(qiáng)貢獻(xiàn)“北農(nóng)力量”。