研究人员首次绘制了贯穿整个食品系统的微生物组网络图谱，揭示了微生物对健康食品系统的支撑作用及其保护修复路径。这项发表于《科学前沿》的研究显示，食品产业链各环节参与者均可通过针对性干预措施恢复关键微生物组功能，这对提升人类健康与地球生态具有双重意义。
研究指出，当微生物组呈现多样性和平衡状态时，不仅能保障食品安全与营养，更能维持环境可持续性。然而当前整个食品系统的微生物网络质量持续恶化，这体现在抗菌素耐药性（AMR）激增、农作物减产、土壤/水域/人体肠道微生物多样性丧失以及食品腐败率上升等现象。作者指出，高度加工食品破坏自然微生物组、气候危机、集约化农业、抗生素与化肥滥用以及污染是主要诱因。
"微生物解释了从草莓腐烂到养殖鲑鱼患病的成因，也揭示了本地化生产、低加工度及富含益生菌食品的健康价值。微生物健康状况的恶化正通过食品质量和供应下降、动植物慢性病增加等途径反映在地球和人类健康上。"第一作者、爱尔兰Teagasc食品研究中心的Paula Fernández-Gómez博士指出。
为应对这一挑战，研究团队整合了250多项组学研究数据，系统梳理了植物、动物、土壤、水产养殖及食品加工环节的微生物网络，绘制出首张全链条微生物组图谱。该图谱明确了微生物网络断裂的关键节点，为精准应用益生菌、微生物群落和生物肥料提供决策依据。通讯作者Paul Cotter教授强调："就像微生物需要协同工作一样，从生产者到消费者的每个环节都需做出微生物友好型决策。"
全链条修复路径
研究提出多方协作的修复框架：
- 消费者：选择新鲜、低加工度本地食品，支持微生物保护政策
- 产业界：扩大农业食品和水产养殖领域的微生物技术创新
- 监管者：建立基于科学证据的微生物组干预安全标准
- 教育界：普及微生物组科学知识并建立公众信任
- 科研界：通过实验与组学方法深化微生物组功能研究
图谱揭示的关键干预点包括：利用微生物增强作物抗盐抗旱能力、通过三叶草固氮改善土壤、细菌提升动物饲料品质、益生菌优化动物健康，以及应用延长保质期的培养菌减少食品浪费。例如酵母可降低草莓采后腐烂率，特定菌群可提升沙漠农作物环境适应性。这些措施还能减少畜牧业抗生素使用，遏制AMR传播。
人类活动的影响
气候变化及抗生素/杀虫剂过度使用严重扰乱微生物动态平衡，导致农作物减产、食品腐败加剧、AMR扩散和慢性病增加。例如过量施肥改变水体营养结构，破坏水生微生物组引发藻华；水产养殖抗生素使用助长环境AMR基因扩散。研究强调需结合合成生物学、高通量筛选和定向实验验证微生物功能，但目前解码微生物组功能角色仍是重大挑战。
奥地利技术研究所的Tanja Kostic博士指出："健康的微生物网络支撑着我们的生存，它们驱动营养循环、保障食品生产、增强疾病抵抗能力，并维系环境与人类健康。"研究团队呼吁建立全球监测网络，通过跨学科合作应对微生物组衰退这一系统性危机。
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