北京农学院副教授以第一作者在一区Top期刊（影响因子12.2）上发表研究成果

近日，北京农学院蒋林树教授团队在国际学术期刊《危险材料杂志》（Journal of Hazardous Materials，中科院1区Top期刊，影响因子12.2）在线发表了题为《植物活性物质添加剂对围产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组学研究》（Metagenomic insights into the inhibitory effect of phytochemical supplementation on antibiotic resistance genes and virulence factors in the rumen of transition dairy cows）的研究性论文。该研究以围产期奶牛为研究模型探究了饲粮中添加柚皮苷对瘤胃抗性基因和毒力因子的影响与机制，为开发植物源饲料添加剂改善瘤胃功能、减少抗性基因和毒力因子向环境的扩散提供了理论基础。动物科学技术学院赵玉超副教授和已毕业研究生李留学（现为南京农业大学博士研究生）为论文的共同第一作者，蒋林树为论文的通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金项目和北京市自然科学基金的资助。

据悉，抗生素耐药性被世界卫生组织列为全球十大公共卫生威胁之一。畜牧业中抗生素的广泛使用导致动物肠道成为抗性基因的“储存库”，这些基因可能通过粪便、唾液或畜产品链条传播至环境。此外，细菌采用毒力策略来逃避宿主防御，抗生素耐药菌株通常携带毒力因子，抗性基因和毒力因子的同时存在通过增加了细菌的适应性、持久性和传播潜力加剧了人类健康的风险。研究表明，奶牛作为反刍动物，其瘤胃微生物群是抗性基因和毒力因子的重要载体，尤其在围产期（产前3周—产后3周阶段），奶牛生理代谢剧烈变化可能加剧抗性基因的扩散。寻找天然干预手段抑制抗性基因和毒力因子的传播，已成为农业与环境科学领域的重要课题。

研究团队选取36头围产期荷斯坦奶牛，将其分为对照组（基础日粮）和柚皮苷组（基础日粮中添加30 g/d柚皮苷）。通过宏基因组测序技术，分析两组奶牛瘤胃液中微生物群落结构、抗性基因和毒力因子在围产期的动态变化，并结合生物信息学方法评估柚皮苷对耐药基因网络的影响。

柚皮苷调控围产期奶牛瘤胃菌群、抑制抗性基因与毒力因子的表达

研究发现，柚皮苷可促进有益菌群（如拟杆菌门Bacteroidota）增殖，优化瘤胃发酵功能，显著提升挥发性脂肪酸产量，提高产奶量。饲喂柚皮苷后，围产期奶牛瘤胃抗性基因总丰度降低5.2%（产前）和9.0%（产后），显著抑制了临床高风险的β-内酰胺类（如mecA）、四环素类（tetM、tetO）及氨基糖苷类（rmtF）耐药基因。同时，柚皮苷可以抑制毒力因子的表达，毒力因子总丰度减少4.9%（产前）和7.2%（产后），涉及细菌黏附、毒素分泌及铁摄取系统等功能。机制上看，致病菌门，特别是变形菌门（Proteobacteria）丰度显著降低，该菌群是多重耐药基因的主要携带者，变形菌门受到抑制可能是抗性基因和毒力因子减少的原因之一。抗性基因-毒力因子互作网络复杂度增加，但整体耐药与致病潜力下降，表明微生物群落趋于稳定共生。这些发现对减少抗性基因的环境传播具有重要意义。通过减少耐药细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过唾液、排泄物传播到土壤、水源，最终进入食品链的风险。

来源：北京农学院