牦牛营养与饲养团队揭示聚苯乙烯微塑料短期暴露对青藏高原牦牛机体代谢和健康的影响

近日，四川农业大学动物营养研究所牦牛营养与饲养团队在TOP期刊Journal of Hazardous Materials上发表题为“Initial exploration of the health effects on Qinghai-Tibetan Plateau yaks following short-term exposure to polystyrene microplastics: analysis of rumen microbiota, host metabolism, antioxidant function and inflammatory responses”的研究论文。该研究以青藏高原特有物种牦牛为对象，系统探究了聚苯乙烯微塑料短期暴露对牦牛瘤胃微生物区系、宿主代谢、抗氧化功能及炎症反应的影响，为高原畜牧业微塑料污染风险评估和牦牛健康保护提供了新的理论依据。

微塑料作为一类新兴环境污染物，广泛分布于水体、土壤和大气等多种环境介质中，并逐渐向高寒生态系统扩散。近年来，随着青藏高原牦牛养殖逐步集约化、现代化，塑料薄膜、包装材料、塑料绳索及其他生产生活塑料制品的使用不断增加，牦牛通过饮水、饲草料、土壤摄入以及空气沉降等途径接触微塑料的风险逐渐升高。牦牛是青藏高原生态系统和牧区畜牧业生产中的重要畜种，具有独特的高原适应性和反刍消化特征，微塑料暴露对其机体代谢和健康的影响机制尚不明确。针对这一科学问题，研究团队选取健康一岁雄性牦牛开展短期聚苯乙烯微塑料暴露试验，综合运用瘤胃微生物宏基因组学、血清和尿液代谢组学、色氨酸靶向代谢组学以及多组学联合分析等技术手段，从“瘤胃微生态—宿主代谢—免疫应答”多个层面解析牦牛对微塑料摄入的生物学响应。结果表明，短期聚苯乙烯微塑料暴露可重塑牦牛瘤胃微生物群落结构，影响瘤胃微生物胞外聚合物组成和发酵产物；同时，微塑料暴露诱导牦牛血清多种促炎因子升高，提示其可引发机体炎症反应。但是，牦牛血清抗氧化指标未发生显著变化，表明牦牛在短期微塑料暴露下可能具有一定的抗氧化稳态维持能力，这可能与其长期适应高原环境形成的生理特征有关。多组学关联分析表明，牦牛瘤胃微生物可能通过群落重构和功能补偿参与宿主对微塑料胁迫的适应过程，其中Prevotella ruminicola可能在缓解聚苯乙烯微塑料不利影响中发挥潜在作用。该研究初步揭示了青藏高原牦牛面对微塑料污染时瘤胃微生物介导的适应性响应特征，也为进一步阐明牦牛瘤胃微生物与宿主协同抵御外源有毒有害因子胁迫的机制积累了素材。

四川农业大学动物营养研究所为该论文第一完成单位。动物营养研究所彭全辉副教授为论文通讯作者，2024级硕士研究生张鹏虎为论文第一作者。该研究得到四川省自然科学基金（2025NSFSC2127）和西藏自治区重大科技专项（XZ202101ZD0002N）的资助。