近日，北京基因組研究所（國家生物信息中心）李明錕研究員、張莉副研究員(第十一批會員)與江南大學陸文偉研究員團隊合作，解析了中國健康人群腸道內雙歧桿菌的組成特征及其重要影響因素，如地域、年齡、民族、主食等。該成果以“Population-level variation in gut bifidobacterial composition and association with geography, age, ethnicity, and staple food”為題發(fā)表在國際學術期刊《npj Biofilms and Microbiomes》上。 雙歧桿菌是人體腸道中常駐益生菌，被廣泛應用于嬰幼兒食品、保健食品、功能性食品及益生菌制劑中。口服益生菌能否在腸道定植并發(fā)揮作用，在很大程度上取決于腸道已有的微生物背景。因此，了解人群的腸道微生物和雙歧桿菌基線對于雙歧益生菌產(chǎn)品的精準設計和使用非常重要。然而，目前雖有諸多關于雙歧桿菌不同菌種的基因組特征及相關功能特性的研究，其在人群水平的分布特征及影響因素仍缺乏研究。 該研究從中國28個省份的60個市/縣收集了8個民族的1674名志愿者的糞便樣本，從中擴增雙歧桿菌的groEL基因進行高通量測序，進而進行種水平的分類信息注釋，獲得了雙歧桿菌各物種的組成圖譜。首先，研究發(fā)現(xiàn)地理因素對于中國人群的雙歧桿菌組成變異的解釋度最高，尤其是青春雙歧桿菌呈現(xiàn)出自南向北、自東向西逐漸升高的明顯趨勢。其次，該研究首次通過人群水平的模型，揭示出在人的一生中，雙歧桿菌隨年齡的變化存在兩個明顯的轉折點，即青春發(fā)育中期（14-17歲）和30歲。先前研究認為，人體腸道微生物一般在3歲左右達到較為“成熟”的狀態(tài)，即腸道微生物的主要組成在3歲開始和成年人較為相像，而該研究顯示，腸道雙歧桿菌直到青春中期才“成熟”。再次，漢族、藏族、回族、苗族、納西族、維族、蒙古族、白族人群具有各自的雙歧桿菌組成特征，尤其是藏族人腸道中存在大量未知的雙歧物種，提示尚未發(fā)掘的生物多樣性。另外，該研究還揭示了小麥為主食（相較于大米為主食）可促進青春雙歧桿菌和長雙歧桿菌的生長、城市化降低雙歧桿菌多樣性等現(xiàn)象及可能的機制。 
圖一 中國人群腸道青春雙歧桿菌的地理分布特征 
圖二 中國人群腸道雙歧桿菌的年齡發(fā)育特征 中國科學院北京基因組研究所（國家生物信息中心）李明錕研究員和江南大學陸文偉教授為本文共同通訊作者，新疆大學講師陸靜（江南大學博士畢業(yè)生）和張莉副研究員（第十一批會員）為本文共同第一作者。該研究得到國家自然科學基金、江蘇省食品安全與質量控制協(xié)同創(chuàng)新中心、中國科學院青年創(chuàng)新促進會的資助。 論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41522-023-00467-4
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