2022热心肠奖学金获奖者精彩发声 | 26日农牧渔及食品科学专场
2022年5月26日17:00，“2022热心肠奖学金获奖者论坛”农牧渔及食品科学专场第一场在线论坛准时开播，本场直播共有10位获奖者进行了在线分享，我们将这10位获奖者及导师的分享内容进行了整理，供大家阅读。
如需观看前三场的直播回放，可进入热心肠研究院官网（https://www.mr-gut.cn/），点击首页上方菜单栏“GUT2022 ”-下拉页面至“会议日程”-点击对应场次“回看”按钮即可；直播回放陆续更新中。
注：以演讲顺序排序
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郎浩宇
中国农业大学食品科学与营养工程学院
2021级博士生研究生
演讲精要
蜜蜂是重要的农业授粉昆虫，但近期世界各地蜜蜂数量的下降威胁着粮食产量及生态系统平衡。可能原因诸多，其中细菌性疾病是危害蜜蜂健康的重要原因之一。
我们侧重于蜜蜂肠道核心细菌在预防各种蜜蜂疾病中的功能和机制的研究发现：肠道微生物可协助蜜蜂对蜂房哈夫尼菌的抵抗；通过原位观察肠道菌群对蜂房哈夫尼菌的抵抗，与体内蜜蜂试验结果相符；肠道菌群通过改变宿主免疫基因的表达，上调免疫途径表达抵抗致病菌；Apidaecin对哈夫尼菌具有较好的抑制效果。
孙慧慧
中国农业大学食品科学与营养工程学院
2019级博士生研究生
演讲精要
通过分析不同地区东西方蜜蜂肠道菌群，并全面调查我国境内蜜蜂肠道菌群抗生素抗性基因的组成和多样性，我们发现了蜜蜂肠道菌群作为耐药基因“蓄水池”，以及环境抗生素压力的潜在生物指示剂作用。
对比耐药基因组成的地区、蜂种差异，我们解析了生存环境、饲养方式对肠道抗性组的影响。并发现蜜蜂肠道菌能够通过质粒介导的水平转移，获得和传播抗生素抗性基因，可能促进蜜蜂肠道菌及环境之间耐药基因的传播和富集，可能对蜂群健康、生态环境以及人类健康造成威胁。
吴佳嫱
中国农业大学食品科学与营养工程学院
2018级博士生研究生
演讲精要
肠道微生物在蜜蜂个体间通过宿主的社会活动传递并维持宿主健康。我们的研究发现了宿主基因型决定肠道微生物的组成，而且同一菌种的不同菌株受不同基因型宿主的偏好，特别是IV型菌毛基因的变异位点具有显著的宿主特异性。
全基因组关联分析进一步表明，宿主谷氨酸受体基因与肠道双歧杆菌的丰度显著关联，而且该双歧杆菌具有一个特别的多糖降解基因簇，在肠道定植可影响宿主大脑谷氨酸受体基因的表达和可变剪接，提高大脑GABA浓度。
张紫晶
中国农业大学食品科学与营养工程学院
2018级博士研究生
演讲精要
我们的研究发现：①野外条件下，抗生素处理会降低蜜蜂肠道菌群中的4种乳杆菌属菌种丰度，并影响蜜蜂的巢内行为；②实验室条件下，无菌蜜蜂的学习与记忆能力受损；③肠道菌群调节脑部的学习记忆相关基因表达，无菌蜂识别特定气味的基因表达下调；④蜜蜂肠道菌群可将色氨酸代谢为吲哚衍生物，并抑制宿主的犬尿氨酸代谢通路；⑤乳杆菌Firm5可靶向调节吲哚-芳香烃受体信号通路，改善蜜蜂的学习记忆能力。
郑浩
中国农业大学食品科学与营养工程学学院教授
导师点评
这四位同学分别关注了以蜜蜂为模式的不同科学问题，包括宿主和菌群互作、决定因素、脑-肠轴互作机制，以及蜜蜂可作为模式生物研究环境污染物，最后我们探究了如何从肠道菌群、从益生菌的角度帮助蜜蜂抵抗病原微生物。
经过近几年的一系列研究，我们确实发现，肠道菌群在很多层面发挥着作用，特别是大脑功能，而且与人脑功能存在很多相似性。
目前，蜜蜂在我们的实验室被开发成为一个新型模式平台，我们可以借助它研究不同方向的问题，包括大脑功能、衰老进程，也包括代谢、肥胖、糖尿病、肠炎等。我们还构建了无菌蜜蜂动物平台，研究抗生素抗性基因等重要问题。近年，我们确实可以将蜜蜂作为模式动物研究不同的人类疾病，甚至帮助我们高通量地筛选一些天然产物、功能食品或药物。而且，我们也将蜜蜂和雄蜂作为一种模式动物申请了很多的疾病专利。
刚刚过去的5月20日是“世界蜜蜂日”，我们特别组织了一场甜蜜的答辩，孙慧慧、吴佳嫱和张紫晶三位顺利通过了博士答辩，朗浩宇也成功从硕士转为博士。他们都将走向不同的岗位、从事不同的工作，非常的不容易，也祝贺大家。
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齐鸣
中国科学院亚热带农业生态研究所
2016级博士研究生
演讲精要
集约化养猪生产的肠道健康是导致仔猪发育迟缓的重要因素，死亡率高达15%~20%。深入研究肠道黏膜屏障功能维持的调节机制，对保障机体健康、提高养分转化效率有重要意义。
研究发现，发育迟缓仔猪的肠上皮细胞增殖能力降低，肠黏膜物理、化学、免疫和微生物屏障损伤。我们的研究鉴定指出，抑制肠道MyD88表达可以缓解氧化应激引起的仔猪肠道上皮细胞DNA、线粒体损伤，进而改善生长迟缓。因此，微生物可通过影响宿主代谢和免疫调控机体生长。
印遇龙
中国工程院院士
中国科学院亚热带农业生态研究所研究员
导师点评
齐鸣在国际上首次建立了仔猪并非生下即生长迟缓，而是环境因素所致生长迟缓的模型。我们必须要研究解决生产中的这个实际问题，只有解决了机制问题，才可能提供有效的调控手段。这也是一种创新。
我们首次分析了出生后发育迟缓仔猪的肠道基因表达。研究发现，差异基因主要参与营养代谢和免疫应答途径，同时均可见上皮细胞的增殖能力下降、凋亡水平提高，与物理屏障、化学屏障以及免疫和微生物屏障发育不完全紧密关联。采用基因编辑平台，我们还筛选出与氧化应激调控的一个关键基因——MyD88。
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韩慧
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所
2020级博士研究生
演讲精要
近年养猪业对公猪精液品质的重视度持续提升，精液品质也成为影响猪繁殖性能和猪场经济效益的关键因素。
我们研究发现，植物提取物有提高公猪精子活力及精液量的趋势，显著提高参与精子生成的关键基因（ZAG、PKA、ERK、CATSPER）的蛋白表达量，改善公猪的肠道微生物组成，增加粪便有益菌（如双歧杆菌、乳杆菌、真杆菌）的相对丰度，提高血浆类固醇激素（睾酮及其衍生物）、抗氧化相关代谢产物（L-肉碱、类黄酮、核黄素、6-羟基褪黑素）含量。
张宏福
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所动物营养与饲料学科主任
导师点评
生产中大家都关注仔猪、母猪，殊不知公猪其实也很重要，它对整条再生产线和生猪产量起到关键作用。特别是2018年非洲猪瘟后，优良品种的公猪尤显重要。2020年秋天开始，韩慧直接进入生产现场，在种猪场住了半年，得出了表型结果，同时获得发表。
我们的研究结果还受到热心肠智库专家张发明教授的关注，他表示我们在公猪和前期小鼠实验的发现，实际上对男性不育和生殖医学很有借鉴意义。我们一直保持密切联系，也希望能将动物实验成果应用于人类的再生产，对我国人口高质量发展有所贡献。
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谢斐
南京农业大学动物科技学院
2019级博士研究生
演讲精要
我们的研究表明，高谷物日粮饲喂可以改变盲肠的微生物发酵模式，主要体现在pH值降低，乙酸、丁酸浓度增加，微生物组的变化主要以乙酸产生菌（如Blautia spp.、Akkermansia spp.）和丁酸产生菌（如Anaerostipes spp.、Roseburia spp.）为主。
关联分析表明，高谷物日粮饲喂导致的盲肠微生物菌群紊乱，与催化丙酮酸转化为乙酰辅酶A的两个关键酶，以及将尿素水解为氨的脲酶变化紧密相关。我们还发现，盲肠黏膜的微生物菌群紊乱与盲肠上皮炎症反应密切相关。
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闫森
中国农业大学理学院农药学专业
2019级博士研究生
演讲精要
近年发现，环境污染物暴露与后代健康息息相关。我们从肠道菌群出发，通过代谢组学、16SrRNA测序、菌群移植等实验，探究了肠道菌群在环境污染物诱导的子代健康风险中的作用，并探索其潜在机制。
小鼠实验表明：①妊娠期暴露于烯啶虫胺，通过影响后代肠道菌群促进细菌易位，可以导致肝脏炎症；②后代对2-乙基己基磷酸二苯酯（EHDPHP）的剂量特异性反应与肠道菌群及其代谢物有关，饮食特异性可能与肝脏代谢物和基因表达改变相关。
周志强
中国农业大学图书馆馆长
北京食品营养与人类健康高精尖创新中心首席科学家
导师点评
感谢热心肠奖学金搭建的这个平台，让这么多优秀的青年学者交流最新研究成果，很难得。闫森是我们课题组非常优秀的博士，我专门对他表示支持。我们实验室主要是做农药残留和健康效应方面的研究，包括残留农药在植物生物体内的代谢分布，包括在土壤、大气，当然也包括动物体内、植物体内的相关研究。
闫森的工作主要以肠道菌群为切入点，评估环境污染物暴露对后代健康的影响。他获得了很好的研究结果，发表了很多高水平的文章，单篇的影响因子超过10，这在我们这个领域实属难得。
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张曌楠
法国图卢兹大学生态学
2020级博士研究生
演讲精要
在自然界，蜂群拥有高效的信息传递机制。以蜜蜂舞蹈作为切入口，我们发现其脑部多巴胺与舞蹈行为存在联系。而蜜蜂到达食物源时多巴胺也会升高，是否还有其他诱因。
为了回答这些问题，我们设计相关实验，证实了蜜蜂脑部多巴胺调控食物的欲望，揭示了蜜蜂（昆虫）拥有与哺乳动物类似的由多巴胺调控食物欲望的系统，奠定了“高等动物基本生理需求（食物欲望）比较进化研究”的基础，提供了“与多巴胺相关的人类生理心理和学习记忆障碍等健康问题的研究”模型。
苏松坤
福建农林大学动物科学学院（蜂学学院）研究员
导师点评
通过对蜜蜂舞蹈语言的分子基础研究，我们在领域内首次发现了蜜蜂脑部多巴胺与食欲之间的调控关系。张曌楠同学在硕士学习期间完成验证，也成为Science这篇文章的重要的贡献者之一。蜜蜂这些特点，跟哺乳动物跟人类的多巴胺系统存在着惊人的相似，再次说明多巴胺对生物的重要价值。
这个研究提示，我们可以将蜜蜂作为实验动物模型深入研究多巴胺的生物学功能，而且有助于我们探索跟蜜蜂采集相关的重要基因，专门为蜜蜂的采集生产现状提供分子遗传、分子标记等方面的全新思路。
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张译文
中国科学院分子植物科学卓越创新中心
2019级博士研究生
演讲精要
设计与调试微生物细胞工厂常需要中断和（或）调试一批基因的最优剂量比。此前最高效的基因组编辑工具基于CRISPR-Cas9，编辑4个以上靶点效率骤降。已有6种CRISPR相关转座酶（CASTs）可不依赖同源重组行细菌染色体DNA整合。
我们将活性最高的CAST部署为多重染色体整合工具（MUCICAT），应用于重组蛋白质表达基因剂量优化与多条代谢途径同时阻断，进一步挖掘到第7种CAST。不仅在大肠杆菌呈高活性，不受PAM限制，容忍除4个核苷酸种子序列外的间隔序列错配，并似能与原MUCICAT正交使用，以CRISPR 阵列将负载DNA各自整合于大肠杆菌染色体。由此，多路正交MUCICAT为细菌基因组编辑提供了强有力的工具。
杨晟
中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员
导师点评
实际上，细胞太复杂了，要靠构建、测试、学习来迭代设计工程细胞，其中构建是限速步骤，你只能等，不仅耗时，而且靶点单一。译文的工作让大肠杆菌基因组编辑快上一个数量级，还改进了基于CRISPR-转座子的微生物基因组多靶编辑系统。这一正交MUCICAT为细菌基因组编辑提供了一个强有力的工具，它是真好用。我们已经把相关质粒分享在Molecular Cloud平台，大家可以直接使用。
感谢热心肠的认可，感谢大家对我们的成果感兴趣，我作为导师更加开心。
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