在气候变暖背景下，极端低温天气却愈发频繁，这给畜牧业带来了极大冲击。寒冷应激使牲畜生长变慢、免疫力降低，还容易生病甚至死亡，严重威胁着畜牧业的可持续发展。如何提升牲畜的抗寒能力，成为保障畜牧业可持续发展的关键问题。
近日，中国科学院西北生态环境资源研究院畜牧团队携手山东省农业科学院等多家单位，开启了一场关于绵羊抗寒能力的深入探索之旅。他们选定了耐寒的呼伦贝尔羊和对低温敏感的湖羊作为研究对象，精心构建了绵羊冷慢性应激模型，并结合限饲控制手段，全方位解析了盲肠微生物群落、代谢产物以及宿主转录组之间如何协同响应寒冷环境。相关论文发表于《微生物群》。
研究发现，微生物代谢“分工”差异决定两种绵羊抗寒能力的不同，是呼伦贝尔羊和湖羊抗寒能力差异的关键所在。
呼伦贝尔羊的盲肠微生物代谢是丙酸和丁酸双驱动模式，高效又节能。它的盲肠微生物多样性发生了显著改变，产丙酸的普雷沃菌和产丁酸的罗斯氏菌数量增多，而甲烷菌变少了，这样一来能量就能被高效利用。丙酸能作为葡萄糖前体，通过肝脏糖异生为全身供能，丁酸则能强化肠道屏障功能并激活免疫应答，其浓度比湖羊高不少。这使得呼伦贝尔羊免疫指标分泌型IgA 水平上升，炎症因子调控更精准，能量消耗减少，平均日增重在低温下也能保持稳定。
反观湖羊，其采用的是乙酸代谢加组织产热的方式，代价相对较高。湖羊的微生物群变化较小，乙酸浓度增加明显，为了维持体温，只能依赖组织产热，导致能量损耗较大。同时，湖羊促炎因子IL - 1β 升高，抗炎因子 IL - 10 仅小幅上升，免疫平衡面临较大压力，平均日增重显著下降。
该研究首次揭示了湖羊依赖微生物-宿主互作增强产热，而呼伦贝尔羊通过微生物功能重塑实现“节能型”适应的不同响应机制，为家畜环境适应性研究开辟了新的模式。这不仅为抗寒育种提供了关键的分子标记，还为后续开发“微生态抗寒制剂”奠定了坚实的理论基础，极大地助力畜牧业应对全球气候变化带来的挑战。
相关论文链接： https://doi.org/10.1186/s40168-025-02096-9
呼伦贝尔羊（耐寒型）。西北研究院供图
