濒危麋鹿繁殖过渡期肠道微生物组-代谢组轴重构的初步探索

《BMC Microbiology》：Integrated characterization of the gut microbiome and metabolome in female Père David’s deer (Elaphurus davidianus) across a reproductive transition

　　

摘要

背景

尽管肠道微生物群在反刍动物的能量获取中起着关键作用，但濒危麋鹿（Elaphurus davidianus）在从妊娠晚期过渡到交配后季节期间，微生物组 - 代谢组轴的重构仍然知之甚少。该物种的恢复继续受到与繁殖过渡相关的代谢和免疫权衡的影响。

方法

在三只成年雌性 E. davidianus 的小型纵向队列中，我们将鸟枪法宏基因组测序与非靶向 GC-TOF-MS 粪便代谢组学相结合。每个个体在妊娠晚期和交配后季节各采样一次，产生六对粪便样本。为确保个体采样的连续性，采用了 GPS 追踪。

结果

我们的探索性发现表明，在一个广泛保守的核心微生物组内存在功能可塑性的模式。尽管微生物丰富度和多样性在繁殖阶段保持稳定，但观察到了名义上显著的阶段性分类和功能差异。在妊娠晚期，观察到 Bacteroides 和 Akkermansiaceae 的名义丰度较高，伴有淀粉降解酶（例如 GH13_40）和升高的粪便半乳糖。相比之下，在交配后季节，Clostridiaceae 和 Sarcina 的名义丰度较高，伴随着提示脂质代谢和氮循环（例如 L-鸟氨酸）的功能模式。尽管 Procrustes 分析表明微生物和代谢谱之间存在提示性的一致性（M2 = 0.33），但这种一致性受到小样本量的限制，因此应谨慎解释。在假发现率校正后，没有任何差异丰度或代谢组学发现保持显著性。

结论

这些初步发现产生了关于 E. davidianus 繁殖过渡期间阶段性微生物组 - 代谢组调整假说。为了验证这些观察结果，未来的研究应纳入更大的样本量、配对的宿主生理测量和受控饮食试验。整合粪便宏基因组和代谢组谱分析可能为濒危有蹄类保护研究中的假说生成提供一种无创探索方法。