摘要
小熊猫（Ailurus fulgens）和大熊猫（Ailuropoda melanoleuca）一样，是一种肠道形态简单的草食性食肉目动物。肠道微生物对维持宿主的健康、生理和生存至关重要。与大熊猫肠道微生物研究相比，有关小熊猫肠道微生物方面的研究尚较薄弱。目前有关小熊猫肠道微生物的研究，大部分是关注于圈养小熊猫个体或者与大熊猫肠道微生物比较的研究方面，而关于小熊猫肠道微生物组成、多样性、群落结构和功能随生长发育变化方面的研究缺乏。本研究通过在四川大相岭省级自然保护区采集了野外救护小熊猫幼崽生长过程中 2 月龄至 5 月龄的粪便样品，并以该保护区野生小熊猫的粪便样品和重庆动物园圈养小熊猫的粪便样品作为对照，结合16S rRNA扩增子高通量测序技术，探讨生长发育过程中小熊猫肠道细菌微生物组成、多样性、群落结构和功能的变化。 研究结果发现，所有粪便样品的细菌OTUs隶属于46门130纲301目535科1 270 属，其中小熊猫幼崽粪便样品包括19 门33 纲77 目124 科239 属；野生小熊猫粪便样品包括16门30纲80目140科251属；圈养小熊猫粪便样品包括46门130属299目527科1 251属。小熊猫幼崽、野生和圈养个体其肠道微生物的优势菌门都是变形菌门（Proteobacteria）和厚壁菌门（Firmicutes）等，且在两者间存在显著性差异（P ＜ 0.05，Kruskal-Wallis H test）。小熊猫幼崽肠道微生物 γ‐变形菌纲（Gammaproteobacteria）和芽孢杆菌纲（Bacilli）的相对丰度随年龄的增长而逐渐降低，而梭菌纲（Clostridia）逐渐升高；梭菌纲在小熊猫幼崽肠道微生物中相对丰度显著高于圈养和野生个体，且 5 月龄幼崽的梭菌纲相对丰度显著大于其它月龄。在属水平上，2月龄和3月龄幼崽肠道优势菌属为埃希-志贺菌属（Escherichia-Shigella）、乳杆菌属（Lactobacillus）等，4月龄和5月龄肠道优势菌属为埃希-志贺菌属、Clostridium_sensu_stricto_1等；乳杆菌属的相对丰度随随小熊猫幼崽年龄的增长而显著减少，而Clostridium_sensu_stricto_1逐渐增加。进一步发现3月龄小熊猫幼崽肠道微生物乳杆菌属相对丰度显著高于其它组别，5 月龄则是Clostridium_sensu_stricto_1 的相对丰度显著高于其他组别；在相对丰度前 20 个OTUs中，有5个OTUs属于Clostridium_sensu_stricto_1的微生物类群。 在肠道微生物多样性方面，圈养小熊猫Sobs指数和Shannon指数均最高，其次是野生个体，小熊猫幼崽的最低。不同月龄段的小熊猫幼崽肠道微生物Sobs指数和Shannon 指数均显著低于圈养个体（P ＜ 0.05, Kruskal-Wallis H test），而与野生个体无显著差异。基于（Un）weighted UniFrac的PERMANOVA 检验表明小熊猫幼崽、野生小熊猫和圈养小熊猫肠道微生物之间肠道微生物群落结构具有显著差异（P ＜ 0.001），不同月龄小熊猫幼崽肠道微生物群落结构间也存在显著差异（P＜ 0.001）。主坐标分析（PCoA）结果表明，小熊猫幼崽、野生和圈养个体间分别聚类，且小熊猫幼崽肠道微生物群落结构更接近于野生小熊猫个体。PCoA分析和组间距离相似性分析表明2月龄与3月龄小熊猫幼崽群落结构较近，而4月龄与5月龄小熊猫幼崽群落结构较近。 基于 COG 和 KEGG 数据库注释的功能预测发现小熊猫幼崽、野生和圈养小熊猫个体肠道微生物主要功能有氨基酸运输与代谢、碳水化合物运输和代谢等。在不同类型小熊猫中3级KEGG代谢通路中富集了17条相对丰度 ＞ 1%可分类的优势通路，有代谢途径、次生代谢产物的生物合成和ABC转运蛋白等15条3级通路都具有显著性差异（P ＜ 0.05，Kruskal-Wallis H test）；在不同月龄小熊猫中3 级KEGG 代谢通路中富集了 16 条相对丰度 ＞ 1%可分类的优势通路，有代谢途径、次生代谢产物的生物合成和氨基酸的生物合成等15条3级通路都具有显著性差异（P ＜ 0.05，Kruskal-Wallis H test）。 综上所述，随着小熊猫年龄的增长，小熊猫幼崽肠道微生物的组成、多样性、群落结构均发生了动态变化且逐渐接近于野生小熊猫肠道菌群。小熊猫幼崽、野生小熊猫和圈养小熊猫的肠道微生物功能有显著差异，且小熊猫幼崽肠道微生物功能随年龄增长也有显著性差异，说明宿主生长发育显著影响小熊猫肠道微生物功能的动态变化。本研究表明物种来源（所处的地理位置）、饮食是影响小熊猫幼崽、野生小熊猫和圈养小熊猫三者肠道微生物差异的主要因素，生长发育和阶段性食物组成的变化是影响小熊猫幼崽肠道微生物动态变化的重要原因。本研究既可为圈养小熊猫的精细化管理提供参考依据，也可为将来圈养小熊猫肠道健康及其是否符合野外放归提供科学指导。
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