https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-022-01346-4

2022年9月23日国际顶级微生物组学杂志Microbiome（IF：16.837）在线发表了中国水产科学研究院黄海水产研究所（黄海所）陈松林院士团队联合华中科技大学（华科大）生命科学与技术学院宁康教授团队合作完成的题为“Intestinal microbiome-mediated resistance against vibriosis for Cynoglossus semilaevis”的研究论文。该研究以我国特有养殖鱼类半滑舌鳎（龙利鱼）为模型，首次揭示了肠道微生物群落结构、功能和微生物-宿主相互作用在鱼类抗病性状形成中的作用。论文第一作者为黄海所周茜副研究员和华科大博士生朱雪，通讯作者为宁康教授和陈松林院士。

水产养殖是全球食品供应的重要组成部分，但面临着病害频发、种质退化等挑战。对于抗病性状分子机制的深入认识是开展养殖鱼类疾病防控和良种培育的关键基础。现有研究表明，肠道微生物与鱼类传染性疾病感染有关，但对肠道微生物在鱼类抗病性状形成中的作用仍知之甚少。

半滑舌鳎（学名：Cynoglossus semilaevis），又称鳎犸、龙利、鳎目鱼、鳎米和舌头鱼，是我国重要的海水养殖鱼类，是国家海水鱼产业技术体系九大品种之一，其味道鲜美，营养丰富，经济价值高。然而，在养殖过程中，弧菌性病原引起的感染性疾病频繁发生，导致养殖成活率低至30%，严重限制了半滑舌鳎养殖产业的健康可持续发展，造成了巨大的经济损失。

本研究基于陈松林院士团队多代选育的半滑舌鳎抗病家系，通过多组学分析，解析了抗病和易感家系肠道菌群的结构功能差异、宿主基因表达模式和菌群-宿主相互作用，发现抗病和易感家系微生物群落结构具有明显差异：抗病家系通过招募有益菌（如Phaeobacter, Propionibacterium）增强抗弧菌感染能力，而易感家系则由于富集了促炎菌（如Alicyclobacillus）而影响了抗病力。进一步分析发现肠道微生物通过调控宿主代谢（包括类固醇、类固醇激素、胆汁酸合成和不饱和脂肪酸代谢途径）和免疫信号通路（包括DNA-sensing,Toll-like和RIG-I-like受体信号通路）等影响半滑舌鳎抗弧菌感染能力。此外，发现肠道菌群可能通过“菌-肠-免疫轴”调控宿主的免疫稳态和炎症反应，如Phaeobacter通过调控自身hdhA基因和宿主胆汁酸生物合成通路cyp27a1基因上调，同时调控自身trxA基因和宿主促炎细胞因子生物合成通路akt基因的表达下调，来降低抗病家系的炎症反应，从而提高半滑舌鳎抗弧菌感染能力。在此基础上，本研究进一步筛选到基于肠道微生物和宿主基因组合的生物标志物，可用于半滑舌鳎抗病种质筛选。

图1. 肠道微生物在半滑舌鳎抗弧菌病性状形成中的调控模式

图2. 肠道微生物和宿主基因联合筛选抗哈维氏弧菌病半滑舌鳎的能力评估

本研究首次揭示了肠道微生物通过调节宿主免疫稳态和降低炎症反应而调控半滑舌鳎抗弧菌病性状的分子机制，所揭示的“菌-肠-免疫轴”调控模式将有助于理解肠道菌群在鱼类抗病性状形成中的作用，为鱼类抗病性状研究提供了新视角，研究成果为开辟鱼类病害防治和良种培育新途径奠定重要基础。

上述工作是在国家自然科学基金、国家重点研发计划、山东省泰山学者攀登计划等项目的资助和支持下完成的。

参考文献

Qian Zhou¹, Xue Zhu¹, Yangzhen Li, Pengshuo Yang, Shengpeng Wang, Kang Ning*, Songlin Chen*. Intestinal microbiome-mediated resistance against vibriosis for Cynoglossus semilaevis. Microbiome, 2022, 10: 153.

- 通讯作者简介 -

中国水产科学研究院黄海水产研究所

陈松林

院士

陈松林，男，1960年10月生，湖北武汉人，中共党员，鱼类生物技术专家。1982年毕业于上海水产学院养殖系，获学士学位；1998年获中山大学博士学位；曾赴法国和德国进修、高访4年。现任中国水产科学研究院黄海水产研究所研究员，中国水产科学研究院生物技术领域首席科学家、青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋渔业功能实验室副主任、山东省海洋渔业生物技术与遗传育种重点实验室主任；创建了黄海水产研究所水产生物技术与基因组研究室并任首任主任。兼任中国水产学会常务理事和水产生物技术专业委员会主任委员、中国农业生物技术学会常务理事、中国海洋湖沼学会海洋生物技术分会副理事长，山东省泰山学者攀登计划专家，《水产学报》编委会副主任以及Marine Biotechnology、Scientific Reports等国际杂志编委等职务。

长期从事鱼类种质保存、性别控制与抗病分子育种研究。建立鱼类种质冷冻保存技术体系；发现我国首个鱼类性别特异分子标记；破译我国首个鱼类（半滑舌鳎）基因组，揭示其性别决定机制，创建分子性控技术；解析鲆鳎鱼变态分子机制，研制我国鱼类首款抗病育种基因芯片“鱼芯1号”，建立抗病基因组选择育种技术，育成新品种4个。获国家技术发明二等奖2项（第一）、国家科技进步二等奖1项（第二）、中华农业科技奖一等奖2项和优秀创新团队奖1项（第一）。第一和通讯作者发表SCI论文190多篇，包括Nature Genetics论文2篇，Mol Biol Evol及 Genome Research论文各1篇。

获第十二届光华工程科技奖、全国首届创新争先奖、第四届中华农业英才奖、第三届中国青年科技奖、全国优秀科技工作者、农业部和山东省有突出贡献中青年专家等荣誉称号，1993年享受国务院特殊津贴，1997年入选国家百千万人才工程第一二层次人选。

2021年当选中国工程院院士。

华中科技大学

宁康

教授

宁康教授毕业于新加坡国立大学计算机专业，博士后工作于美国密歇根大学，现为华中科技大学大学生命科学与技术学院教授、博士生导师，生物信息与系统生物学系系主任。近年来，宁康教授团队开发微生物组大数据挖掘方法，并转化应用于健康和环境等研究领域。通过国内外长期合作科研，产出了一系列成果。已在PNAS、Gut、Genome Biology、Genome Medicine、Microbiome、Water Research、Bioinformatics、Nucleic Acids Research、iMeta等生物学、医学、环境和生物信息学顶级学术期刊发表学术论文100余篇。担任iMeta、Genomics Proteomics Bioinformatics、Microbiology Spectrum等国际期刊编委。担任中国生物信息学学会-基因组信息学分会副主任等。

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