编辑推荐:
为探究不同刚竹属(Phyllostachys)物种对大熊猫肠道微生物群落和粪便代谢物谱的影响,研究人员开展相关研究。结果发现不同Phyllostachys物种可改变大熊猫肠道微生物多样性、组成及粪便代谢物水平。该研究为圈养大熊猫营养管理提供策略。
在动物的奇妙世界里,大熊猫凭借着憨态可掬的模样,成为众人瞩目的 “明星” 动物。作为食肉目熊科动物,大熊猫却有着独特的饮食习惯,它们 99% 以上的食物都是竹子。这种高纤维、低营养的饮食,让科学家们对大熊猫的肠道微生物产生了浓厚兴趣。过去,关于大熊猫肠道微生物的研究不在少数,像是不同生长阶段肠道微生物组和粪便代谢组的动态变化,还有不同竹子部位(叶、茎、笋)对肠道微生物的影响,都有了不少研究成果。
然而,仍有许多未知等待探索。在大熊猫的饮食中,虽然多种竹子会出现在它们的食谱里,但同一季节不同竹子物种的同一部位,对大熊猫肠道微生物群落和粪便代谢谱的影响,却鲜有人研究。而且在圈养大熊猫的过程中,因为许多圈养机构位于低海拔地区,适合种植的竹子种类有限,运输竹子成本又高,所以刚竹属(Phyllostachys)竹子因生长快、适应性强成为圈养大熊猫的主要食物。但不同Phyllostachys物种营养成分存在差异,除了已知的粗脂肪(CF)和粗蛋白(CP)与大熊猫肠道某些细菌丰度有关外,其他营养成分与肠道微生物组成的关系,以及竹子营养成分和粪便代谢物之间的联系都不清楚。而了解这些,对于圈养大熊猫的饮食优化和保护意义重大。
为了解开这些谜团,来自国内的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们以圈养的大熊猫为研究对象,聚焦于不同Phyllostachys物种对大熊猫肠道微生物群落结构和粪便代谢物谱的影响。研究成果发表在《Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics》上,为大熊猫的保护和管理提供了重要的理论依据。
研究人员采用了宏基因组学(Metagenome)和代谢组学(Metabolome)这两种关键技术方法。在样本选择上,他们采集了食用不同Phyllostachys物种(P. edulis、P. iridescens、P. glauca和P. violascens)的大熊猫粪便样本进行分析。
在研究结果方面:
- 宏基因组学结果:通过对大熊猫粪便宏基因组的分析发现,食用P. glauca会显著降低微生物的香农指数(Shannon index,一种衡量微生物多样性的指标)。而食用P. iridescens后,Cellulosilyticum和Pseudomonas的相对丰度增加,这意味着P. iridescens能够增强大熊猫肠道内降解纤维素的功能。但食用P. glauca或P. violascens会使某些致病细菌(Escherichia、Shigella和Klebsiella)的相对丰度上升。
- 代谢组学结果:代谢组学分析显示,所有实验组大熊猫粪便中的黄酮类化合物和脂肪酸水平都显著升高。
- 相关性分析结果:进一步的相关性分析表明,竹叶的某些营养成分(主要是粗蛋白和铜元素(Cu))与几种肠道差异细菌和粪便代谢物显著相关 。
综合研究结果和讨论部分,该研究揭示了不同Phyllostachys物种对大熊猫肠道微生物和粪便代谢物有着重要影响。从微生物角度看,不同竹子改变了微生物的多样性和组成,有的促进有益功能,有的却增加致病风险;从代谢物角度,竹叶营养成分和粪便代谢物密切相关。基于这些发现,P. iridescens可能成为圈养大熊猫日常食用Phyllostachys物种(如P. edulis)的替代品。这一研究不仅为圈养大熊猫的营养管理提供了新的策略,还让人们对竹子物种影响大熊猫肠道微生物组和代谢组有了更深入的认识,为大熊猫的保护和科学饲养提供了关键信息,有助于优化圈养大熊猫的饮食结构,更好地保护这一珍稀物种。