三个藏酋猴地理种群肠道微生物群落季节动态研究

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肠道微生物群落定殖于动物的胃肠道,对宿主的免疫、生理、代谢和行为起着重要作用。藏酋猴(Macaca mulatta)为我国特有灵长类物种,为国家二级重点保护动物,目前藏酋猴肠道微生物多样性的研究主要集中于东部地理种群(安徽黄山),其他种群相关研究报道较少。本研究于2017年11月至2020年10月,以我国西部地区的四川省喇叭河自然保护区、峨眉山、贡嘎山自然保护区的三个不同藏酋猴地理种群为对象,采集了178份藏酋猴粪便样本。采用高通量测序技术对细菌16S r RNA V3-V4区进行扩增测序,首先基于ASV(Arnplicon sequence variant)对肠道菌群进行聚类分析,而后分别对三个地理种群肠道微生物的季节多样性、组成及功能差异等进行统计分析,以从肠道菌群角度探究藏酋猴对于食物资源季节性变化的适应机制。主要结果如下:1.多样性分析表明,藏酋猴肠道微生物群落多样性存在季节性差异,且不同地理种群表现出不同的差异特征。α多样性分析结果显示,峨眉种群春季的丰富度最高,秋季最低;喇叭河种群则是冬季的丰富度最高,夏季最低;贡嘎种群是冬季最高,春季最低。β多样性统计分析发现,峨眉种群肠道菌群的聚类四季未明显分离;喇叭河种群在秋季、贡嘎种群的春季的肠道菌群的聚类则显著分离于其余季节。2.组成分析发现,不同季节的藏酋猴肠道微生物组成存在显著差异,在门水平均以厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为主要优势菌群。峨眉种群的布劳特氏菌属(Blautia)相对丰度在春季显著高于其他三个季节;喇叭河种群中与碳水化合物代谢相关的拟杆菌门的普氏菌属(Prevotella)在果实丰富的秋季显著富集;贡嘎种群中与纤维素代谢相关的瘤胃球菌属(Ruminococcus)在饮食结构中含有大量树叶、树皮的冬季显著富集。3.通过PICRUSt2方法对相关微生物区系进行功能预测和分析,发现在峨眉、喇叭河以及贡嘎藏酋猴种群肠道微生物中有关代谢、遗传信息处理、环境信息处理和细胞过程等代谢通路较为富集。4.通过对峨眉和贡嘎种群肠道微生物的联合分析显示,峨眉种群α多样性显著低于贡嘎种群(p<0.05),且存在一定丰度的致病菌,表明人为干扰或许对肠道微生物群落结构有一定影响。综上,不同地理种群的藏酋猴肠道微生物群落在多样性、组成和功能上均存在季节性差异,推测可能是由于藏酋猴季节性的食物资源波动所致,且人为干扰会对藏酋猴肠道微生物多样性和组成产生一定的影响,这些结果为藏酋猴资源的保护与管理提供一定的科学依据。
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