《Microorganisms》：Gut Microbiota Divergence Between Wild Alpine Musk Deer and Ex-Situ Conserved Forest Musk Deer: Insights for Ex-Situ Conservation and Reintroduction Strategies
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：肠道微生物生态系统由寄居于动物宿主体内的肠道菌群构成，在调控宿主核心生理功能（涵盖食物消化、营养吸收、能量代谢及免疫调节）中发挥关键作用。本研究采用16S rDNA高通量测序技术，表征了野生喜马拉雅麝（Moschus chrysogaster，AMD）与迁地
：肠道微生物生态系统由寄居于动物宿主体内的肠道菌群构成，在调控宿主核心生理功能（涵盖食物消化、营养吸收、能量代谢及免疫调节）中发挥关键作用。本研究采用16S rDNA高通量测序技术，表征了野生喜马拉雅麝（Moschus chrysogaster，AMD）与迁地保护林麝（Moschus berezovskii，FMD）的肠道菌群组成，并基于已知的类群-功能关系推断了推定的功能谱。分析结果显示，野生AMD与迁地保护FMD的肠道菌群α多样性（alpha diversity）无显著差异；然而，两物种间的肠道菌群β多样性（beta diversity）检测到显著分化。科水平上，Muribaculaceae及其未分类归属属，以及Monoglobus属和Pseudomonas属在野生AMD中显著富集；相反，Prevotellaceae_UCG_004、Alistipes、Christensenellaceae_R-7_group、Akkermansia属及Oscillospiraceae科在迁地保护FMD中显著富集。此外，FMD的厚壁菌门/拟杆菌门比值（Firmicutes/Bacteroidetes ratio，F/B ratio）数值上高于AMD。综合而言，上述结果指示两种麝科物种间的肠道菌群差异与其食性因子差异相一致。这些发现进一步提示，FMD所饲喂的配制精料日粮较AMD的自然日粮纤维含量更低、可消化能更高，此类食性因子可能部分解释了所观测到的菌群差异。据此，研究人员建议调整FMD的饲喂制度与饲养管理实践，使其更贴近AMD所采食的本地天然植物，此类调整代表一种基于证据的策略，有助于改善FMD种群健康。
论文解读
一、研究背景与科学问题
动物肠道菌群是由丰富多样的微生物类群组装而成的复杂微生态系统，在调控宿主营养适应性与免疫防御等核心生理过程中发挥关键作用。对于草食动物而言，肠道共生菌群是降解难降解日粮多糖（如纤维素、半纤维素）的核心依赖，其组成与多样性被视为评估宿主营养状态与生态适应性的关键生物标志物。大量证据表明，动物肠道菌群具有强烈的宿主分类特异性，宿主内在特征（如年龄、性别）与外部环境条件均被确认为肠道菌群谱的调控因子，但饮食对肠道菌群的影响居于主导地位，即便在亲缘关系密切的宿主物种之间，饮食也被广泛认为是驱动肠道菌群分化的首要因素。
麝属（Moschus）为亚洲特有种的小型森林有蹄类动物，其雄性成熟个体前腺分泌的麝香具有极高经济价值，广泛应用于全球奢侈香氛产业与传统中医药。过去40年间，不可持续的猎捕、非法盗猎与栖息地丧失导致中国境内麝属物种分布范围严重收缩、野生种群持续下降，所有麝属物种均被列入IUCN红色名录受威胁等级，并在中国被列为国家一级重点保护野生动物。青藏高原东缘的巨大海拔过渡带是林麝（FMD）与喜马拉雅麝（AMD）的核心同域分布区：FMD自然占据海拔500–2500米，AMD则特化于海拔2200–4200米，二者在2200–2500米形成天然同域重叠带。两种麝均为典型嫩食性（browsing）动物，其肠道菌群是公认的栖息地适应与营养状态生物学指示指标。自2018年起，低海拔来源FMD种群的迁地圈养繁殖项目在该过渡带中高海拔区域实施，其核心目标有二：一是为野生FMD种群补充与重引入提供遗传可行的奠基个体；二是建立可持续、合法合规的圈养种群以支持受监管、可追溯的麝香采集。
然而，现有麝属肠道菌群研究存在关键方法学缺陷：既往研究多采用地理隔离采样，将环境温度、植物资源可利用性等共变变量笼统归入“环境因素”，未能量化各变量对肠道菌群变异的独立贡献；更为关键的是，目标物种均采自地理隔离位点，未控制跨位点环境异质性，导致观测到的微生物差异无法可靠归因于宿主分类身份，可能仅反映位点特异性环境效应。截至目前，同域FMD与AMD种群间肠道菌群的直接种间比较分析尤为稀缺。为克服这一长期存在的混杂偏倚并填补麝类保护微生物学研究的关键空白，本研究旨在实现两大目标：一是建立受控同域采样框架以最小化环境混杂因素，并据此量化野生AMD与迁地保护FMD种群间的肠道菌群差异；二是识别驱动这些种间差异的核心因子，进而优化并标准化迁入高海拔栖息地FMD的饲养管理规程。
二、研究设计与技术方法
研究人员在西藏自治区昌都市边坝县尼木乡（31°8′28″ N，94°18′39″ E）开展研究，该区域平均海拔超过4000米，属温带半湿润高原气候。野生AMD粪便样本于2023年9月1日至15日采集自研究区最大的针阔混交林（海拔范围3700–4200米），共设置12条垂直样线（总长72.35公里），样点间距≥2公里，仅保留每位点最新鲜粪便样本。共采集170份疑似有蹄类粪便样本，经线粒体16S rDNA片段扩增与Sanger测序进行物种鉴定，排除非目标物种（中华鬣羚Capricornis milneedwardsii与白唇鹿Cervus albirostris）后，确认35份为野生AMD，最终选取12份高质量样本用于下游分析。迁地保护FMD粪便样本于2023年9月15日采集自海拔3700米的FMD繁育基地，该基地共迁入86头成年FMD（含27头雄性），从中选取9头健康雄性进行采样。FMD基础日粮由混合干枝叶、新鲜本地枝叶及少量草本植物组成，并辅以多汁饲料（胡萝卜、苹果等）与能量密集型原料（玉米、花生等）混合精料。
微生物分析方面，采用TGuide S96磁珠法土壤/粪便DNA提取试剂盒提取总微生物基因组DNA，扩增细菌16S rRNA基因V3–V4高变区（引物338F/806R），经琼脂糖凝胶电泳验证与Omega DNA纯化试剂盒纯化后，在Illumina NovaSeq 6000平台进行双端测序。原始数据已提交NCBI Sequence Read Archive数据库（登录号：PRJNA1440130（FMD）与PRJNA1146191（AMD））。生物信息学分析在BMK-Cloud平台完成：使用Trimmomatic（v0.33）进行质量过滤，USEARCH（v10.0）进行双端拼接与嵌合体去除，以97%序列相似度聚类为操作分类单元（OTU），并基于SILVA数据库（release 138）通过QIIME2（v2020.6.0）朴素贝叶斯分类器进行物种注释。下游分析基于21份合格样本的稀释OTU丰度表，α多样性采用Chao1、ACE、Shannon、Simpson、Good's Coverage及Faith's Phylogenetic Diversity指数表征，组间差异采用Student's t检验；β多样性基于Bray–Curtis相异矩阵进行主坐标分析（PCoA）与非度量多维尺度分析（NMDS），并辅以UPGMA层次聚类与ANOSIM检验；差异丰度类群采用线性判别分析效应大小（LEfSe）鉴定。
三、主要研究结果
3.1 野生喜马拉雅麝与迁地保护林麝的测序质量评估
21份样本共产生1,678,492条原始双端读段，经质量过滤与嵌合体去除后保留1,175,013条有效序列，其中野生AMD 690,242条、迁地保护FMD 484,861条。所有样本的稀释曲线均达到平台期，Good's Coverage超过99%，表明测序深度充分。以97%相似度阈值聚类共获得12,405个OTU：AMD组7,476个、FMD组5,603个，两组共享674个OTU，分别占AMD与FMD组总OTU的9.02%与12.03%。
3.2 野生喜马拉雅麝与迁地保护林麝肠道菌群组成比较
3.2.1 肠道菌群多样性分析
α多样性采用多项指数（如ACE、Shannon指数）量化，所有指数在野生AMD与迁地FMD间均无显著差异（p > 0.05）。基于Bray–Curtis相异矩阵的PCoA与NMDS分析均显示肠道微生物群落按宿主物种清晰分离，NMDS排序应力值为0.126，低于0.2的常规阈值，支持排序有效性。UPGMA层次聚类将所有样本归为两个物种特异性分支，ANOSIM进一步确认两物种间肠道菌群组成差异显著（R > 0，p < 0.01）。
3.2.2 肠道菌群组成与群落相似性/差异性
12,405个OTU经分类注释归属为35门、73纲、178目、346科、714属、1197种。门水平上，厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidota）与变形菌门（Proteobacteria）为两组优势门，在野生AMD中的平均相对丰度分别为53.71%、29.32%与12.12%，在迁地保护FMD中分别为59.50%、26.52%与5.34%，三者合计占两组总相对丰度的90%以上。F/B比值为野生AMD 1.83、迁地保护FMD 2.24。科水平共鉴定346科，前10高丰度科中共享优势类群毛螺菌科（Lachnospiraceae）与理研菌科（Rikenellaceae）在野生AMD中占11.54%与12.72%，在迁地保护FMD中占12.72%与8.99%。属水平共鉴定714属，前10高丰度属中检测到两个共享优势类群：Lachnospiraceae未分类属与Clostridia_UCG_005，相对丰度在野生AMD中为6.89%与4.05%，在FMD中为6.57%与5.85%。LEfSe分析（LDA评分 > 4.0）鉴定出组间差异丰度菌群：野生AMD显著富集Muribaculaceae科及其未分类属、Monoglobus属（Monoglobales目，Monoglobaceae科）、Pseudomonas属（Pseudomonadales目，Pseudomonadaceae科）及Clostridia_UCG_010未分类属；迁地保护FMD显著富集Prevotellaceae_UCG_004、Alistipes、Christensenellaceae_R-7_group（Christensenellales目，Christensenellaceae科）、Oscillospiraceae科及Akkermansia属（Verrucomicrobiales目，Akkermansiaceae科）。
四、讨论与结论
讨论部分指出，肠道菌群多样性是宿主健康的关键决定因素，较高的微生物多样性赋予更强的功能稳定性，增强宿主抗扰动能力并维持健康稳态。本研究中两组间α多样性无显著差异，与迁地保护FMD经四年以上高海拔维持后产生一定程度微生物驯化相一致。门水平组成无显著差异，符合两物种同属近缘分类地位与嫩食性摄食生态，反映麝属物种间保守的肠道微生物生态特征。饮食被广泛视为塑造草食动物肠道菌群的关键因素，本研究观测到的菌群分化可能主要由两群体间饮食差异驱动：迁地保护FMD饲喂八种植物混合干枝叶并辅以多汁饲料与少量精料，而野生AMD天然日粮涵盖74科140余属植物，饮食差异显著。F/B比值在FMD中数值更高，与配制日粮纤维含量较低、能量密度较高相一致，可能促进宿主能量获取；但高精料日粮可能导致瘤胃有机酸快速积累、损害瘤胃缓冲能力并诱发亚急性瘤胃酸中毒，脂多糖（LPS）易位入血可触发炎症反应，长期过量供给高精料日粮可能诱导瘤胃上皮炎症与凋亡，进而导致全身性炎症及更严重病理结局。研究人群FMD死亡率高于低海拔同种群体，推测其肠道F/B比值升高可能反映高精料日粮过度供给，过量精料摄入可能损害免疫功能并诱发病理状态，潜在贡献于迁地保护FMD的较高死亡率。
β多样性分析揭示野生AMD与迁地保护FMD间肠道细菌群落结构清晰分化。Muribaculaceae可降解内源性（宿主来源黏蛋白聚糖）与外源性（日粮纤维）多糖并产生短链脂肪酸（SCFAs）；Monoglobus可降解日粮果胶，Ruminococcaceae成员在木质纤维素分解与复杂碳水化合物分解中发挥关键作用；Pseudomonas参与碳水化合物代谢并可通过反硝化降解有机物。上述类群在FMD中丰度较低，提示其日粮纤维降解能力可能降低，应增加迁地保护FMD日粮纤维供给。FMD中富集的Prevotella属在碳水化合物与游离氨基酸受限环境中具有适应优势；Alistipes与脂质代谢密切相关，其富集与FMD日粮中高脂精料一致；Christensenellaceae R-7 group可分泌糖苷酶促进纤维素与半纤维素降解并通过纤维发酵产生乙酸盐与丁酸盐等SCFAs；Oscillospira可产生降解植物细胞壁纤维素所必需的糖苷水解酶；Akkermansia可减轻肠道炎症并支持肠道屏障完整性，其富集可能代表维持肠道屏障完整性的补偿性反应，暗示迁地保护FMD面临潜在升高的肠道炎症风险。
青藏高原东缘地处中国第一与第二地形阶梯交界，属生态脆弱区，不适宜大规模农牧业，该区域亦是包括FMD、AMD及黑麝在内的多种麝属物种的原生分布区，迁地FMD养殖因此构成当地林下生态经济的重要模式。中国自1958年启动FMD迁地保护人工繁育，积累了丰富经验与技术体系。研究区域于2018年建立首个高海拔迁地FMD繁育基地，虽初步成功，仍面临较高疾病发生率，尤其是肠道与代谢性疾病。基于研究结果，研究人员建议以野生AMD天然日粮为基准优化迁地保护FMD饲喂方案，促进FMD肠道菌群在科与属水平向野生AMD趋同，并在调整过程中同步监测生理功能明确的类群；同时建议进一步研究本地饲用植物对两物种肠道菌群的塑造机制，以推进高海拔FMD迁地繁育并贡献于该濒危物种的保护。
结论部分总结：本研究比较了野生AMD与迁地保护FMD的肠道菌群，两组α多样性无显著差异，而群落结构差异显著；FMD的F/B比值高于AMD，与配制日粮纤维含量较低、能量密度较高相一致，可能促进宿主能量摄入；群落结构分化可能主要由两群体间饮食差异驱动。基于上述发现，首先提出应以野生AMD天然饲草为基准优化迁地保护FMD的饲喂规程；其次，应进一步研究这些饲用植物如何塑造两物种的肠道菌群。此类努力将推进高海拔FMD迁地繁育，并有助于该濒危物种的保护。
