我国大熊猫肠道菌研究刊登国际期刊

　　

生物通报道：最近，中国研究人员的一项研究告诉我们：难怪大熊猫总是一直在咀嚼和进食，因为它们的肠道菌不是能有效消化竹子的细菌类型。他们将相关研究结果发表在五月十八日的美国微生物学会在线开放存取期刊《mBio》。

这项研究发现，以竹子为食的大熊猫，其实有着食肉动物一样的肠道菌群，主要以艾希氏杆菌、志贺氏菌和链球菌（Escherichia/Shigella and Streptococcus）为主。延伸阅读：新的肠道菌取样法助力人体微生物组学研究。

本文通讯作者、成都大熊猫繁育研究基地主任张志和（Zhihe Zhang）博士指出：“不同于其他已经成功进化的草食动物——从解剖学上它们有专门的消化系统可有效地解构植物纤维物质，大熊猫仍然保持着食肉动物特有的胃肠道。它们自身基因组中也没有编码植物消化酶的基因。这可能会增加它们灭绝的风险。”

这项研究的共同作者、上海交通大学生命科学与技术学院副教授庞小燕（Xiaoyan Pang）博士指出：“这个结果是出乎意料的，并且非常的有趣，因为这意味着大熊猫的肠道菌群可能没有很好地适应其独特的饮食，因此将大熊猫置于一个进化的困境。”

研究人员说，大熊猫是从吃植物吃肉的熊进化而来，在大约二百万年前开始吃竹子。它们每天花费14小时，消耗12.5公斤（27.5磅）的竹叶和茎，但可能只消化了约17%；它们的粪便主要是由未消化的竹子碎片组成。庞博士说，研究人员一直好奇的是，这些动物如何消化竹纤维并从中提取营养物质。

为了评价大熊猫的肠道菌群，庞博士及其同事，使用了称为16S rRNA基因测序的实验室技术。他们在121份大熊猫粪便样本中开展了这项技术，这些大熊猫都生活在成都大熊猫研究基地，其中24只是成年大熊猫，16只是幼年大熊猫，有5只是未断奶的幼崽熊猫。研究人员分别在同一年的春天、夏末和秋季采集了样本。幼年和成年大熊猫每天吃至少10公斤（22磅）的竹子和竹笋，以及500至800克（1.1磅到1.7磅）的馒头。每一天的粪便总重量为10-15公斤（22磅至33磅）。熊猫幼崽只是从它们的母亲那里摄取新鲜母乳。

研究人员发现，尽管它们的饮食如此，这些大熊猫，连同被俘获的九只大熊猫和以前研究的七只野生个体，都表现出极低的肠道菌群多样性，整体结构不同于非熊猫的食草动物，却类似于肉食性和杂食性的熊。大熊猫肠道没有植物降解菌，如胃瘤菌（Ruminococcaceae）和拟杆菌（Bacteroides）——通常富含在草食动物肠道中，而是以埃希氏杆菌/志贺菌和链球菌为主。

大熊猫肠道菌群也随季节而发生变化，深秋时的肠道菌群完全不同于春天和夏天。庞博士说，深秋的竹笋缺乏可能是一个重要的因素。该研究团队计划开展一项随访研究，结合不同的科学技术，更全面地了解大熊猫肠道菌群对动物营养和保健功能的作用。

（生物通：王英）

注：张志和，男，1965年10月生，博士、研究员，现为成都大熊猫繁育研究基地主任、书记，浙江大学生命科学院遗传学专业毕业，博士研究生，研究员。中国大熊猫繁育技术委员会主任，成都大熊猫繁育研究基金会副理事长兼秘书长，中国动物园协会副会长，国家林业总局大熊猫保护管理咨询专家组成员，四川动物学会副理事长，成都市、四川省及全国青联委员。任四川省科技顾问团顾问、四川省学术和技术带头人。获“成都市有突出贡献优秀专家”、“成都市十大杰出青年”荣誉称号，为国务院特殊津贴专家和“中国十大杰出青年提名奖”获得者。长期从事大熊猫等濒危野生动物保护研究及管理工作。先后发表先后主持完成国家重大基础研究前期研究专项项目、国家“863”项目、国家科技基础条件平台项目、四川省科技条件基础平台建设项目、省杰出青年科技基金和国际合作科研项目30余项，获国家级科技成果奖1项、省部级科研成果奖5项、市级科技成果奖10项，发表50余篇论文及数本专著。

生物通推荐原文摘要：

The Bamboo-Eating Giant Panda Harbors a Carnivore-Like Gut Microbiota, with Excessive Seasonal Variations
ABSTRACT: The giant panda evolved from omnivorous bears. It lives on a bamboo-dominated diet at present, but it still retains a typical carnivorous digestive system and is genetically deficient in cellulose-digesting enzymes. To find out whether this endangered mammalian species, like other herbivores, has successfully developed a gut microbiota adapted to its fiber-rich diet, we conducted a 16S rRNA gene-based large-scale structural profiling of the giant panda fecal microbiota. Forty-five captive individuals were sampled in spring, summer, and late autumn within 1 year. Significant intraindividual variations in the diversity and structure of gut microbiota across seasons were observed in this population, which were even greater than the variations between individuals. Compared with published data sets involving 124 gut microbiota profiles from 54 mammalian species, these giant pandas, together with 9 captive and 7 wild individuals investigated previously, showed extremely low gut microbiota diversity and an overall structure that diverged from those of nonpanda herbivores but converged with those of carnivorous and omnivorous bears. The giant panda did not harbor putative cellulose-degrading phylotypes such as Ruminococcaceae and Bacteroides bacteria that are typically enriched in other herbivores, but instead, its microbiota was dominated by Escherichia/Shigella and Streptococcus bacteria. Members of the class Clostridia were common and abundant in the giant panda gut microbiota, but most of the members present were absent in other herbivores and were not phylogenetically related with known cellulolytic lineages. Therefore, the giant panda appears not to have evolved a gut microbiota compatible with its newly adopted diet, which may adversely influence the coevolutionary fitness of this herbivore.