近日,，重慶市畜牧科學(xué)院畜牧工程研究所在豬舍空氣微生物溯源研究方面取得一定進(jìn)展,。研究團(tuán)隊(duì)綜合運(yùn)用微生物組學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)算法和SEM-EDS等技術(shù),，發(fā)現(xiàn)豬舍空氣中的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)受顆粒物粒徑的影響,，舍內(nèi)糞便是空氣細(xì)菌的主要來(lái)源（52.64–80.58%）。相關(guān)研究成果已發(fā)表在《Ecotoxicology and Environmental Safety》期刊,，題為“Full-length 16S rRNA gene sequencing and machine learning reveal the bacterial composition of inhalable particles from two different breeding stages in a piggery”,。
隨著生豬養(yǎng)殖規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)張，封閉式養(yǎng)豬場(chǎng)內(nèi)顆粒物（PM）對(duì)人類(lèi)和動(dòng)物健康產(chǎn)生的的潛在威脅（如呼吸系統(tǒng)炎癥,、心血管疾病等）日益受到重視,。養(yǎng)豬場(chǎng)內(nèi)可吸入顆粒物上附著的細(xì)菌是威脅人畜健康的主要風(fēng)險(xiǎn)因子，這類(lèi)細(xì)菌種類(lèi)繁多、來(lái)源復(fù)雜,、不易自然沉降且多樣性受復(fù)雜環(huán)境因素的影響,。而當(dāng)前關(guān)于豬舍內(nèi)細(xì)菌與其環(huán)境交互作用的研究仍然不夠充分，且其主要來(lái)源尚待明確,。這一局限為豬舍內(nèi)環(huán)境調(diào)控的有效實(shí)施帶來(lái)了極大阻礙,。
研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用全長(zhǎng)16S rRNA測(cè)序技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法，并結(jié)合對(duì)粗顆粒物（PM10）,、細(xì)顆粒物（PM2.5）的形態(tài)及元素組成分析,，深入探討育肥、妊娠豬舍內(nèi)顆粒物粒徑以及其在晝夜節(jié)律條件下的細(xì)菌組成變化,。研究結(jié)果表明,，豬舍內(nèi)顆粒物形態(tài)多樣，其中疑似細(xì)菌成分呈現(xiàn)橢圓形沉積顆粒狀,。全長(zhǎng)16S rRNA數(shù)據(jù)顯示,，育肥、妊娠舍內(nèi)空氣中的主要細(xì)菌為桿菌,。研究還發(fā)現(xiàn),，PM2.5中部分細(xì)菌的相對(duì)豐度顯著高于同一豬舍的PM10（P < 0.01），同時(shí)育肥,、妊娠舍內(nèi)可吸入顆粒物細(xì)菌組成存在顯著差異（P < 0.01）,。通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)空氣中細(xì)菌與環(huán)境因素的關(guān)聯(lián)進(jìn)行了推導(dǎo)分析,。聚合增強(qiáng)樹(shù)（ABT）模型表明PM2.5是影響空氣中細(xì)菌的主要因素,，快速期望最大化微生物來(lái)源追蹤（FEAST）結(jié)果揭示豬舍空氣中細(xì)菌的主要潛在來(lái)源為糞便（貢獻(xiàn)率為52.64–80.58%）。
本研究為助于確定豬舍PM2.5及其細(xì)菌組分的主要生成來(lái)源,，為優(yōu)化生豬養(yǎng)殖環(huán)境調(diào)控技術(shù)提供了重要的理論依據(jù),。
圖1 豬舍氣載細(xì)菌與顆粒的形貌、元素對(duì)比
圖2 育肥階段與妊娠階段豬舍主要?dú)廨d細(xì)菌及潛在致病菌
圖3 豬舍空氣污染物濃度變化及其對(duì)氣載細(xì)菌豐度的影響程度
圖4 育肥,、妊娠舍內(nèi)飼料,、糞便和可吸入顆粒物中細(xì)菌屬的前十名（a）以及基于FEAST的細(xì)菌溯源計(jì)算結(jié)果（b）