项目文章 | 宏基因+代谢助力圈养大熊猫育儿方式研究

近日，国际知名期刊 Animals 在线发表了来自成都大熊猫繁育基地张名岳老师团队题为「Possible Effects of Early Maternal Separation on the Gut Microbiota of Captive Adult Giant Pandas」的研究文章。该研究联合使用宏基因组和代谢组（中科新生命提供服务）技术发现早期母体分离的育儿经历可能会对圈养大熊猫早期育儿环境所造成的压力产生不利影响，并与圈养大熊猫成年后的肠道菌群有关。

 

 研究材料

12 只大熊猫粪便
 

 技术路线

步骤 1：依照大熊猫育儿方式分为生母抚养组（APR）和人工饲养组（AHR），收集粪便样本；

步骤 2：宏基因组测序研究不同育儿方式组成年大熊猫肠道微生物组组成和差异；

步骤 3：代谢组检测不同育儿方式组成年大熊猫粪便代谢物组成和差异；

步骤 4：宏基因组和代谢组关联分析，发掘关键菌群和代谢物及两者间潜在关联。

 

 研究结果

大熊猫肠道菌群中变形菌门和厚壁菌门相对丰度累积超过 75%，属分类学水平 Top20 的属相对丰度累积超过了 50%。相较于 APR 组，AHR 组中 Escherichia、Citrobacter、Enterobacter 和 Clostridium 相对丰度降低，Klebsiella、Kluyvera、Acinetobacter、Dechloromonas 和 Lactococcus 相对丰度升高。两组样本α、β多样性无显著差异（p>0.05），表明不同育儿方式的成年大熊猫肠道菌群结构和组成相似（图 1）。

物种差异 LEfSe 分析结果显示，Enterobacter、Lelliottia、Siphoviridae、Bacillus、Clostridium、Sarcina 和 Streptococcus 相对丰度在两组间存在差异（图 2 a）。

图 2 圈养大熊猫育儿环境对肠道菌群功能的影响

 

3.  早期育儿环境对圈养大熊猫粪便代谢物的影响

Heatmap 图展示了定性显著差异（VIP>1，p值<0.05）的代谢物在两组圈养大熊猫中表达模式存在差异。对显著差异代谢物和菌群进行相关性分析，结果显示 Clostridium tetani 和 Clostridium sp. MSJ 8 与 propanoic acid 和甲基丙二酸显著正相关，Lelliottia Amnigena 与 N-乙酰-l-天冬氨酸显著负相关，Enterobacter sp. 638 与皮质酮显著负相关。KEGG 通路映射分析显示有4种主要的代谢途径存在显著差异，如蛋白质消化和吸收、propanoic acid 代谢等（图 3）。
 

图3 代谢组学揭示圈养大熊猫育儿环境对粪便代谢物的影响

 

 小编小结