Science Advances:好牛奶來自好的“腸道細菌”

  使奶牛成為“產奶冠軍”的不僅僅是良好的飼養環境和美味的牧場,還有動物體內的腸道細菌。研究人員正在研究哪種微生物能讓奶牛更高產。

  這項研究旨在改善牛奶生產和減少奶牛甲烷排放。奶牛如其他反芻動物一樣,有個特殊的胃,名為瘤胃,這裏容納着數百萬微生物。微生物將乾草、鮮草以及其他難以消化的植物成分分解成可用的營養物質和能量。不利的是,反芻動物相當於一億噸行走的產甲烷微生物,在世界範圍源源不斷地生產溫室氣體。於是乎,養牛就成了繼水稻種植后第二個與人類有關的溫室氣體排放大戶。

  以色列 Ben-Gurion 大學的生物學家 Ben-Gurion 和英國 Aberdeen 大學的動物科學家 John Wallace 合作,共同研究了奶牛的微生物特徵,看看它們是否影響奶牛生長速度、產奶質量和數量以及甲烷產生等數百種性狀。

  從英國、意大利、瑞典和芬蘭 7 個牧場的 1000 多頭奶牛身上採集微生物 DNA 和性狀信息(奶牛品種有 Holsteins 和 Norwegian Reds)。

  研究人員使用機器學習尋找大量數據之間的聯繫,從而弄清微生物可能如何影響特定性狀。

  儘管每頭奶牛的微生物群都是獨特的,但半數奶牛普遍攜帶 512 種共同微生物。分析表明,39 種“核心微生物”比基因更能決定牛奶的美味程度,甚至還能決定甲烷產量。

  伊利諾伊大學的微生物和牛奶生產研究學者 Fabio Lima 說,腸道微生物對這些性狀有着驚人的影響力。Morgavi 想知道其他奶牛品種是否有相同的核心微生物。他還認為,給小牛食用類似人類“益生菌”的某些微生物也許能減少甲烷生產。

  Lima 指出,控制整個微生物種群將是一個挑戰。但 Wallace 說,至少現在可以清楚地看到在腸道中添加某些微生物可以起到某些作用。

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