一种与山羊腹泻相关的微生物标记及其应用

本发明涉及的是一种羊抗病遗传育种，更具体的说，利用宏基因组测序技术等相关分子手段，对与羔羊腹泻有关的特定肠道微生物进行筛选，发现与山羊腹泻相关的微生物菌群，从肠道微生物层面探讨羔羊腹泻的机制，从而为羔羊腹泻提供预防策略和治疗依据。

背景技术：

1、随着近年来我国对草食动物畜牧养殖产业的结构调整以及饲养管理技术的进步，养羊业的集约化规模化显著提高。肠道微生物群与黏膜免疫系统之间的相互作用对正常的免疫功能至关重要。在哺乳动物中，胃肠道微生物可以改善宿主免疫系统并与有害细菌竞争定殖位点从而在阻止有害细菌入侵胃肠道方面发挥关键作用。当平衡的肠道微生物群落发生变化时，微生物生态失调从而导致肠道疾病，如溃疡性结肠炎和克罗恩病，其中腹泻是肠道疾病最常见的一种症状。

2、羔羊腹泻病是当前严重影响羔羊生产的一种消化道常见性、多发性、致死率较高的疾病之一。腹泻会导致新羔羊个体体重下降、生长迟缓甚至死亡，给养殖企业造成巨大的损失。肠道是生物体宿主免疫和营养物质消化吸收的主要器官。由于羔羊肠道微生态系统和免疫系统还不稳定和成熟，对病原微生物比较敏感，因此极易受到病原菌的感染而发生腹泻。腹泻会对羔羊肠道造成一定的损伤，影响营养物质的吸收，进而影响生长发育，给养羊业造成巨大的经济损失。

3、目前，在养殖场中对于羔羊腹泻的防治方式主要包括疫苗免疫、药物防治和加强饲养管理等措施。在日常管理中，加强对圈舍环境的消毒，保持圈舍的干燥、清洁、卫生。在实际生产过程中，抗生素被广泛用于治疗或预防腹泻。然而，越来越多的证据表明，在畜牧业中使用抗生素会造成许多不良影响，其中主要问题是耐抗生素细菌的出现和肉类中抗生素的残留。因此，需要从其他角度来研究开展羔羊腹泻的防治工作。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了提供与山羊腹泻相关的微生物鉴定及其应用。

2、为了实现本发明目的，本发明首先构建营养性山羊腹泻模型，分别采集腹泻羔羊及健康羔羊的粪便，提取粪便的微生物基因组总dna，经检验合格后用于宏基因组测序。

3、本发明提供了腹泻羔羊及健康羔羊的差异微生物基因对比结果及聚类分析，表明腹泻羔羊和健康羔羊的肠道细菌菌群存在差异。

4、本发明提供了肠道细菌菌群差异微生物在羔羊腹泻鉴定中的应用，可通过检测待测样本中差异微生物的的水平来判断羔羊的健康状况。

5、本发明提供了羔羊肠道微生物基因组功能分析，主要包括腹泻羔羊及健康羔羊的差异微生物基因kegg功能注释、eggnog注释及cazy碳水化合物活性酶功能注释并进行差异分析。

6、本发明提供了腹泻对羔羊肠道微生物功能的影响，结果表明，腹泻羔羊与健康羔羊相比，氮代与氨基酸代谢的功能发生显著差异。此外，腹泻羔羊与健康羔羊相比，不同类型的碳水化合物活性酶中gh和gt家族的相对丰度显著降低。

技术特征：

1.腹泻羔羊与健康羔羊相比，其肠道微生物优势群落发生显著变化。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于优势群落的变化为腹泻羔羊厚壁菌门相对丰度显著增加，而变形菌门相对丰度显著降低；在属水平上，健康羔羊的优势菌群为不动杆菌和大肠埃希氏菌，而腹泻羔羊的优势菌群为乳酸杆菌与葡萄球菌，如图2a、2b、2c所示。

3.对肠道细菌菌群组成分析发现健康羔羊与腹泻羔羊有不同的微生物标记物，如图2d所示。

4.腹泻羔羊与健康羔羊相比，其肠道微生物基因功能发生变化。

5.根据权利要求书中1、3所述，腹泻羔羊与健康羔羊的肠道微生物的变化以及功能改变的检测方法为：（1）建立营养性羔羊腹泻模型，收集健康羔羊及腹泻羔羊的粪便样本，进行宏基因组检测；（2）对原始数据进行过滤，进行宏基因组组装，构建非冗余基因集，与kegg数据库、eggnog数据库及cazy数据库比对并进行差异分析。

6.根据权利要求书中3所述，腹泻羔羊与健康羔羊的肠道微生物基因组功能改变主要表现为：腹泻羔羊与健康羔羊相比，与新陈代谢有关的代谢通路，辅酶的转运和代谢，不同类型gh和gt碳水化合物活性酶家族等的相对丰度显著降低。

技术总结
本发明涉及羊抗病遗传育种技术领域，具体涉及与羊腹泻相关的菌群及其应用。本发明通过宏基因组测序技术等相关分子手段，筛选与羔羊腹泻有关的特定肠道微生物，发现与山羊腹泻相关的微生物菌群，这可能作为羔羊腹泻的潜在标记。本发明从肠道微生物层面探讨羔羊腹泻的机制，从而为羔羊腹泻提供预防策略和治疗依据。

技术研发人员：仲涛,郭紫薇,张红平,李利,王林杰,郭家中,占思远,曹家雪
受保护的技术使用者：四川农业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17