社会群体内细菌传播塑造濒危狐猴Indri indri肠道微生物组的独特特征

研究人员针对濒危狐猴Indri indri肠道微生物组开展首次大规模宏基因组研究，通过342个MAGs（宏基因组组装基因组）揭示其99.9%为未培养物种，发现社会群体是微生物组成的主要决定因素（PERMANOVA R2=0.55），母婴间菌株共享率高达87%，为灵长类微生物传播机制和物种保护策略提供新见解。

　　

在茂密的马达加斯加雨林中，体型最大的现存狐猴Indri indri正面临严峻的生存危机。这种被世界自然保护联盟列为极危物种的灵长类动物，其种群数量因栖息地丧失而急剧下降。更令人困惑的是，所有人工圈养Indri indri的尝试均告失败，暗示着人类尚未完全理解其生存所需的生态或行为条件。近年来，科学家们逐渐认识到肠道微生物组在宿主健康中的关键作用，而Indri indri的肠道微生物组却如同其栖息的雨林一般神秘——超过90%的微生物物种尚未被培养，其获取和传播机制更是完全未知。

针对这一科学空白，来自西班牙庞培法布拉大学（Universitat Pompeu Fabra）Mireia Valles-Colomer团队与意大利特伦托大学（University of Trento）Nicola Segata团队合作，在《The ISME Journal》发表了突破性研究成果。研究人员通过对18只野生Indri indri粪便样本进行深度宏基因组测序，结合4个历史样本数据，采用MEGAHIT和MetaBAT2进行组装分箱，获得342个中高质量MAGs。利用MetaPhlAn4和StrainPhlAn4进行物种和菌株水平分析，并整合HUMAnN3功能注释，首次系统揭示了这一濒危物种肠道微生物组的组成特征和传播规律。

主要技术方法

研究团队在马拉米扎哈保护区采集6个社会群体（覆盖72%个体）的粪便及关联土壤样本，通过Illumina NovaSeq 6000平台进行宏基因组测序（中位数47M reads/样本）。采用phylophlan_metagenomic流程构建包含5,561个非人灵长类MAGs的扩展数据库，实现85%平均序列比对率。利用PERMANOVA分析生态因素，并通过菌株共享网络解析传播路径。

微生物组的独特进化谱系

研究重建的48个候选物种（SGBs）中，仅大肠杆菌（Escherichia coli）为已知物种，其余47个均为未培养谱系（uSGBs）。更惊人的是，34个uSGBs在现有数据库中没有近缘属或科级代表，包括13个拟杆菌门（Bacteroidota）、7个厚壁菌门（Firmicutes）等全新进化分支。系统发育树显示这些微生物形成独立进化簇，与其它灵长类微生物组差异显著。

高度保守的核心微生物组

MetaPhlAn4分析发现60%物种（17/28）存在于所有个体中，93%物种存在于≥66%个体。这种罕见的低变异性与人类等灵长类形成鲜明对比。功能分析揭示这些微生物富含L-缬氨酸（VALSYN-PWY）和果胶降解（GALACTUROCAT-PWY）等通路，完美适应Indri indri的叶食性饮食。值得注意的是，唯一母乳喂养的幼体显示出最低的物种数（20 vs 平均值25.2）和功能通路数（134 vs 165.9），暗示微生物组的年龄依赖性成熟。

社会结构主导的传播模式

菌株水平分析揭示母婴间菌株共享率最高（87%），其次为同胞（75%）和配偶（33%）。群体内共享率（72%）显著高于群体间（0.3%），且共享率与地理距离呈负相关（Spearman's ρ=-0.46）。特别的是，3MZ群体中新替换的繁殖雄性（Mahagaga）与雌性（Mena）共享率仅25%，远低于其它稳定配偶（约75%），印证了相处时长对微生物组趋同的影响。

食土行为的微生物学意义

尽管Indri indri频繁进行食土行为，宏基因组分析却未发现粪便与食土土壤样本间的物种重叠（仅1/60土壤物种在粪便中检出）。研究推测土壤中微生物可能因抗菌肽（如微球菌素B17）和胆汁酸代谢产物的选择压力而难以定植，但食土可能通过携带微量粪便颗粒间接促进群体内传播。

这项研究首次绘制了Indri indri肠道微生物组的完整图谱，揭示其独特的三重特征：近乎完全未培养的物种组成、异常保守的核心微生物组、以及严格受社会结构约束的传播模式。这些发现不仅为解释该物种圈养失败提供了微生物学视角，更开创性地证明社会互动比地理邻近更能预测微生物组相似性。随着栖息地碎片化加剧，这种高度社会依赖的微生物获取机制可能使Indri indri面临额外的生存挑战，为制定保护策略提供了关键科学依据——未来保育计划需特别关注维持社会群体的完整性，以保护其赖以生存的微生物组。