青藏高原同域分布盘羊与岩羊的肠道微生物组与食性差异驱动生态位分化

本研究针对青藏高原同域分布的濒危物种盘羊(Ovis ammon hodgsoni)与岩羊(Pseudois nayaur)，通过宏基因组测序和植物trnL(UAA)片段测序技术，揭示了两种羊类尽管栖息环境相似，却具有显著差异的肠道微生物组成与功能特征。研究发现盘羊虽食性单一但肠道菌群多样性更高，岩羊则表现出更强的糖代谢适应能力，证实了饮食-微生物互作在促进物种生态位分化中的关键作用，为高海拔濒危物种保护提供了新视角。

　　

在青藏高原的极端环境中，同域分布的盘羊与岩羊如何实现资源分配与稳定共存，一直是生态学家关注的科学难题。这两种具有相似食性的野生有蹄类动物，面临着栖息地重叠带来的竞争压力，但自然界中它们却展现出惊人的共存能力。传统研究多从栖息地选择和行为差异角度解释这种现象，而中国科学院西北高原生物研究所的科研团队独辟蹊径，将目光投向了隐藏在动物肠道中的微观世界——肠道微生物组。

研究团队在昆仑山区域采集了9只盘羊和9只岩羊的新鲜粪便样本，采用宏基因组测序和植物DNA元条形码(trnL(UAA)片段测序)技术，结合生物信息学分析和多元统计方法，系统比较了两种羊类的肠道菌群结构、功能特征及食性组成。技术方法的关键在于：通过高通量测序获取微生物组基因数据并构建非冗余基因集；利用KEGG数据库进行功能注释；采用LEfSe分析鉴定组间差异生物标志物；结合随机森林模型评估食性对菌群的影响。

肠道微生物组成与丰度分析
研究发现盘羊肠道中Bacillota(原Firmicutes)相对丰度(72.76%±5.27%)显著高于岩羊(62.79%±3.14%)，而岩羊的Bacteroidota丰度(31.14%±2.73%)显著更高。在属水平上，盘羊富含产纤维素酶的Ruminococcus(1.75%±0.33%)和Lachnospiraceae(10.60%±2.87%)，岩羊则富含降解复杂有机物的Alistipes(4.53%±0.96%)和Bacteroides(2.63%±0.36%)。

肠道微生物α和β多样性分析
令人意外的是，食性更单一的盘羊反而表现出更高的Shannon-Wiener指数(P<0.05)和Pielou均匀度指数，其菌群结构也与岩羊显著分离(ANOSIM分析R=0.791)。LEfSe分析鉴定出15个差异生物标志物，盘羊特征菌群主要为Bacillota相关类群，岩羊则以Bacteroidota细菌为主。

肠道微生物功能分析
KEGG注释显示岩羊在Glycan Biosynthesis and Metabolism功能显著富集(P<0.01)，与其广谱食性相适应；盘羊则在Xenobiotics Biodegradation和ABC转运体通路相关基因显著富集，特别是铁离子转运(K02012)和能量代谢相关基因(K16785)。

抗生素抗性基因分析
岩羊携带的多重耐药基因(Multidrug)丰度显著更高(32.97%±0.82%)，而盘羊的MLS(大环内酯-林可酰胺-链阳霉素)和糖肽类抗性基因更丰富。RDA分析显示抗性基因与特定菌群存在显著关联，如岩羊的parY基因与Bacteroidota呈强正相关(R=0.70)。

食性组成及其影响
岩羊主要取食蔷薇科(38.90%±16.14%)和藜科(18.37%±11.71%)植物，盘羊则以白花丹科(54.91%±15.99%)为主。随机森林模型表明，白花丹科对盘羊菌群多样性解释度达67%，而岩羊菌群多样性与其食性多样性显著正相关(R²
=0.56)。共现网络分析揭示，盘羊菌群功能更多受植物正向调控(15/27边)，岩羊则主要受抑制性影响(15/21边)。

这项发表于《Communications Biology》的研究首次阐明，同域物种可通过"食性-微生物"协同适应实现生态位分化。盘羊发展出高多样性菌群以应对特化食性，岩羊则通过菌群代谢可塑性适应广谱食性。该发现不仅为物种共存理论提供了微生物组视角，更启示保护实践中应关注濒危物种的"微生物栖息地"需求。研究建立的野生动物菌群监测方法，为评估高原生态系统健康提供了新型生物标志物。