一、核心摘要

在现代家禽养殖业中，鸡白痢沙门氏菌（Salmonella pullorum）感染一直是养殖户面临的严峻挑战。鸡白痢沙门氏菌不仅会导致雏鸡死亡率飙升，还会使成年鸡产蛋率下降，给养殖业带来巨大的经济损失。然而，关于鸡白痢沙门氏菌感染与宿主基因表达以及肠道微生物群落之间的关系，还知之甚少。最近，一项研究利用 mRNA-Seq 和宏基因组测序技术，为我们揭开了这一神秘面纱的一角，展示了这两种技术在疾病研究中的强大潜力。

二、mRNA-Seq：基因表达的“显微镜”

mRNA-Seq，即 mRNA 测序技术，通过对细胞中的 mRNA 分子进行高通量测序，能够精确地测量每个基因的表达水平。在这项研究中，研究人员对感染鸡白痢沙门氏菌的鸡（阳性组）和未感染的鸡（阴性组）的盲肠组织进行了 mRNA 测序。结果显示，两组之间存在显著的基因表达差异，共发现了 1560 个差异表达基因（differentially expressed genes，DEGs），其中 380 个基因上调，1180 个基因下调。这些差异表达基因涉及多个生物学过程，包括免疫反应、代谢调控等。例如，AQP8、SLC26A3、CBS 等基因的表达变化与免疫反应密切相关。

此外，研究人员还发现了 1047 个差异表达的可变剪接（differentially expressed alternative splicings，DEASs）。可变剪接是一种基因表达调控机制，通过不同的剪接方式，同一个基因可以产生多种不同的 mRNA 产物。这些差异表达的可变剪接事件涉及的基因，如 CBS、SLC6A9 等，同样与免疫反应密切相关。联合分析 DEGs 和 DEASs 后发现，有 70 个基因既存在差异表达的可变剪接事件，又存在差异表达，例如 CTNND1、TPM1、SPPL2A 等。

图1. 鸡白痢沙门氏菌感染阳性组（P）和阴性组（N）盲肠组织的mRNA-seq分析。（A，B）阴性组与阳性组差异表达基因的热图和火山图。（C）差异表达基因的GO功能富集分析。X轴：基因数量; Y轴：GO术语。（D）差异表达基因的KEGG途径分类分析。X轴：基因数量; Y轴：途径。

三、宏基因组测序：肠道微生物群落的“全景图”

宏基因组测序技术通过对环境样本中的所有微生物 DNA 进行高通量测序，能够全面了解微生物群落的组成和功能。在这项研究中，研究人员对两组鸡的新鲜粪便进行了宏基因组测序。结果显示，感染鸡白痢沙门氏菌后，鸡肠道内的微生物群落发生了显著变化。原本占优势的厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）的相对丰度发生了改变，而一些通常有益的菌群，如乳酸菌属（Lactobacillus）和假黄烷单胞菌属（Pseudoflavonifractor）在阴性组中更为丰富。

图2. 阳性组和阴性组鸡白痢沙门氏菌感染的微生物学分析。(A)根据门水平丰度的前20个物种。（B）根据属水平丰度的前20个物种。（C）LEfSe分析了在鸡白痢沙门氏菌感染阴性组和阳性组中显著不同的生物标志物。

四、两种技术的“双剑合璧”

mRNA-Seq 和宏基因组测序技术的结合，为我们提供了一个全面了解鸡白痢沙门氏菌感染机制的平台。通过 mRNA-Seq，我们能够精确地测量基因表达的变化，了解宿主在感染过程中的免疫反应和代谢调控。通过宏基因组测序，我们能够全面了解肠道微生物群落的变化，揭示微生物群落与宿主健康之间的关系。这两种技术的结合，让我们能够从基因和微生物两个层面，全面理解鸡白痢沙门氏菌感染的机制。