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膳食是影响肠道菌群的重要因素,目前膳食对肠道菌群的影响机制依然尚未明确。因此,为深入了解膳食对肠道菌群的影响,本研究开展了对蒙古国志愿者连续三周主食变换干预的试验以探究不同种类碳水化合物对肠道菌群的影响。本试验以7天为一个周期对26名蒙古国志愿者进行连续三周的主食(小麦粉、稻米和莜面)变换干预,分别在第0天、第7天、第14天和第21天采集志愿者粪便样品,通过shotgun宏基因组测序技术分析主食变换对肠道菌群结构和功能的影响。研究结果如下:三周主食变换能够快速改变志愿者肠道菌群结构及功能,在菌群结构方面,主食变换期间,志愿者肠道中Bacteroides ovatus、Bacteroides stercoris、Faecalibacterium prausnitzii、Lactobacillus ruminis和Phascolarctobacterium succinatutens的相对含量保持稳定,而膳食莜面后肠道中Bifidobacterium catenulatum、Bifodobacteriumbifidum和Bifidobacterium adolescentis的相对含量高于膳食稻米和小麦粉后的含量。在菌群功能方面,与碳水化合物代谢相关的代谢通路/模块显著变化,如碳代谢表达量随主食摄入不断增加;而且肠道菌群之间协同参与碳水化合物代谢,其中以Bifidobacterium(如Bifidobacterium adolescentis、Bifidobacterium breve和Bifidobacterium pseudocatenulatum)为代表的菌群能够协同编码岩藻糖苷酶参与岩藻糖基乳糖的代谢,以Bacteroides(如Bacteroides intestinalis、Bacteroides massiliensis、Bacteroides plebeius、Bacteroides salyersiae、Bacteroides vulgutas、Bacteroides uniformis和Butyrivibrio crossotus)为代表的菌群能够编码木聚糖酶和阿拉伯木聚糖酶分解代谢木聚糖和阿拉伯木聚糖。本研究结果表明,不同主食的摄入影响肠道菌群的结构及功能,而且展现了肠道菌群对膳食的协同代谢作用,为今后深入探究膳食对人类肠道菌群的影响提供理论依据。