徐尚華, 吳家慧, 張寶峰, 石明慧, 王一晨, 胡 昕, 胡德夫*

(1.北京林業(yè)大學(xué) 生態(tài)與自然保護(hù)學(xué)院,北京 100083;2.北京動(dòng)物園 圈養(yǎng)野生動(dòng)物技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100044)

馬鹿(Cervuselaphus)為鹿科大型獸類,廣泛分布于歐亞大陸北部森林帶,存在眾多亞種,在我國均為國家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物。天山馬鹿(Cervuselaphussongaricus)見于我國及哈薩克斯坦的天山森林帶,具有耐嚴(yán)寒及適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)[1]。塔里木馬鹿(Cervuselaphusyarkandensis)僅見于我國新疆塔里木河流域的胡楊林,是我國特有的馬鹿亞種,具有耐炎熱干燥、耐粗飼、抗病能力強(qiáng)等特點(diǎn)[2]。馬鹿是重要的藥用動(dòng)物,具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,在我國新疆,天山馬鹿和塔里木馬鹿都有規(guī)?；娘曫B(yǎng)種群。腸道菌群是指生活在宿主體內(nèi)復(fù)雜且處于動(dòng)態(tài)平衡的微生物群落[3],是處理食物的關(guān)鍵[4],從而影響宿主能量的獲取和儲(chǔ)存,進(jìn)而影響宿主的健康、免疫、代謝等功能[5-6]。許多研究人員對(duì)鹿類動(dòng)物(如麋鹿、馬鹿等)的腸道菌群進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)厚壁菌門(Firmicutes)和擬桿菌門(Bacteroidetes)在腸道菌群中占主導(dǎo)地位[7-9]。大量證據(jù)表明菌群穩(wěn)定是腸道穩(wěn)態(tài)的基礎(chǔ),菌群的失調(diào)易導(dǎo)致消化道疾病。例如,志賀氏菌(Escherichia-Shigella)和梭桿菌屬(Fusobacterium)豐度的顯著升高會(huì)導(dǎo)致林麝腹瀉[10],梭桿菌門(Fusobacteria)豐度的顯著上升會(huì)導(dǎo)致羔羊腹瀉[11],早期腸道菌群的失調(diào)可能是導(dǎo)致鴕鳥幼鳥高死亡率的重要原因[12],人體腸道內(nèi)正常細(xì)菌與致病菌的比例失調(diào)可能是宿主腸道發(fā)生炎癥的觸發(fā)點(diǎn)[13]。迄今天山馬鹿腸道菌群鮮有研究,而塔里木馬鹿菌群的研究主要集中在瘤胃微生物。研究表明,普雷沃式菌屬(Prevotella)是塔里木馬鹿瘤胃內(nèi)的優(yōu)勢菌屬,是瘤胃中最豐富的菌屬之一,表現(xiàn)出遺傳多樣性和代謝多樣性,該菌屬所含有的活性半纖維素降解酶在植物纖維的分解中發(fā)揮著潛在的作用[14-15]。然而天山馬鹿與塔里木馬鹿的腸道菌群組成至今仍不明確。本研究通過16S rRNA基因測序技術(shù)對(duì)圈養(yǎng)天山馬鹿與塔里木馬鹿的腸道菌群進(jìn)行比較分析,旨在了解兩種馬鹿亞種腸道菌群的核心菌群、微生物組成以及多樣性,獲得馬鹿種群的基礎(chǔ)菌群數(shù)據(jù),為兩種馬鹿亞種間腸道菌群的差異,以及我國馬鹿養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展和鹿場飼養(yǎng)管理的改善提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 2021年10月分別于新疆烏魯木齊天山馬鹿養(yǎng)殖中心和新疆庫爾勒塔里木馬鹿養(yǎng)殖中心選取年齡、體型相近的健康成年雄性馬鹿各7只,用耳標(biāo)區(qū)分每只馬鹿個(gè)體。天山馬鹿及塔里木馬鹿的食物組成按《馬鹿飼養(yǎng)技術(shù)》[16]和《馬鹿的養(yǎng)殖技術(shù)》[17]的飼料配比:精飼料玉米30%,豆餅(油渣)20%,糠麩50%,鈣30～40 g,鹽20～30 g;粗飼料為干草、野草、農(nóng)作物莖葉及苜蓿等。

1.1.2 主要試劑與儀器設(shè)備 MN NucleoSpin?96 Soil試劑盒(德國 MACHEREY-NAGEL公司);Qubit dsDNA HS測定試劑盒(美國 Life Technologies公司);E.Z.N.A. Gel &PCR Clean Up Kit試劑盒(美國 OMEGA公司);Monarch DNA Gel Extraction Kit試劑盒(美國 NEB公司);KOD FX Neo酶(上海東洋紡管理有限公司)。微型離心機(jī)(1795,北京天根生化科技有限公司);振蕩器(G560E,美國 SI公司);96 well PCR儀(9902,美國 ABI公司);24孔離心機(jī)(5424EQ766751,德國 Eppendorf公司);高速離心機(jī)(Legend Micro 21,德國 Eppendorf公司);真空泵(ZK-26/100,杭州米歐儀器有限公司);酶標(biāo)儀(SynergyHTX,香港基因有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 樣品采集 每日6:30(北京時(shí)間)進(jìn)入圈舍采集新鮮糞便樣本。觀察個(gè)體排便后,迅速使用無菌乳膠手套收集放入自封袋中,密封后記錄采集日期、耳標(biāo)等信息,并立即保存于液氮中運(yùn)送回實(shí)驗(yàn)室,-80 ℃冷凍保存直至提取DNA。新疆庫爾勒天山馬鹿簡稱CES(C.e.songaricus),新疆烏魯木齊塔里木馬鹿簡稱CEY(C.e.yarkandensis)。

1.2.2 DNA提取、16S rRNA基因擴(kuò)增和測序 使用MN NucleoSpin 96 Soil提取細(xì)菌DNA。通過Qubit dsDNA HS測定試劑盒測量DNA的濃度和純度。使用引物 338F(5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCA-3′)和806R(5′-GGACTACHVGGGTWTCTAAT-3′)從14份糞便樣本中擴(kuò)增出細(xì)菌16S rRNA基因的V3～V4區(qū)。聚合酶鏈反應(yīng)(polymerase chain reaction,PCR)體積為10 μL,包含5 μL KOD FX Neo Buffer,0.2 μL KOD FX Neo,2 μL dNTP,10 μmol/L正向和反向引物各0.3 μL,50 ng基因組DNA,其余體積為ddH2O。PCR條件:95 ℃持續(xù)5 min,然后進(jìn)行25個(gè)循環(huán),分別為95 ℃持續(xù)30 s,50 ℃持續(xù)30 s,72 ℃持續(xù)40 s和72 ℃持續(xù)7 min。PCR產(chǎn)物用OMEGA DNA 純化柱進(jìn)行過濾柱純化。最終,在Biomarker Technologies Corporation(中國北京)進(jìn)行Illumina HiSeq 2500平臺(tái)(Illumina,Inc.,圣地亞哥,美國加利福尼亞)的高通量測序。

1.2.3 生物信息學(xué)分析 對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接(FLASH,version 1.2.11),將拼接得到的序列進(jìn)行質(zhì)量過濾(Trimmomatic,version 0.33),并去除嵌合體(UCHIME,version 8.1),得到高質(zhì)量的 Tags 序列。在相似性97%的水平上對(duì)序列進(jìn)行聚類(USEARCH,version 10.0),以測序所有序列數(shù)的0.005%作為閾值過濾操作分類單元(operational taxonomic unit,OTU)。細(xì)菌數(shù)據(jù)庫參考SILVA。在Mothur(version 1.30)軟件中計(jì)算得到的α多樣性指數(shù),來表明細(xì)菌群落的豐富性和多樣性。α多樣性是指一個(gè)特定區(qū)域或者生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的多樣性,常用的度量菌群豐度的指標(biāo)有Chao1豐富度估計(jì)量(Chao1 richness estimator);度量菌群多樣性的指標(biāo)有香農(nóng)-威納多樣性指數(shù)(Shannon-wiener diversity index)、辛普森多樣性指數(shù)(Simpson diversity index)等,Simpson指數(shù)值越小,說明群落多樣性越高;Shannon指數(shù)越大,說明群落多樣性越高。β多樣性反映兩個(gè)種群間細(xì)菌群落的差異,使用加權(quán)和非加權(quán)unifrac距離度量進(jìn)行計(jì)算。采用單向相似性分析(analysis of similarities,ANOSIM)來確定細(xì)菌群落之間的組間差異。使用R語言中的vegan包進(jìn)行分析,使用python繪制ANOSIM分析圖。LefSe分析,即組間差異顯著物種分析(可以稱作生物標(biāo)記物分析),采用線性判別分析(linear discriminant analysis,LDA)來估算每個(gè)組分(物種)豐度對(duì)差異效果影響的大小,該分析主要用于在豐度上找到組間有顯著差異的物種(LDA>4.0 為差異顯著)。

1.2.4 統(tǒng)計(jì)分析 應(yīng)用SPSS 21.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),數(shù)據(jù)結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,P≤0.05具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 測序水平

從7頭天山馬鹿與7頭塔里木馬鹿的糞便樣本中共獲得516 902個(gè)有效序列,單個(gè)樣本的序列為27 361～46 487(平均36 921.57±1 681.75),平均長度為(418.07±0.85) bp。在97%的序列相似性水平共鑒定出617個(gè)OTU,樣本的平均OTU個(gè)數(shù)為455.21±8.61(范圍:414～529,圖1A)。檢測到的OTU的稀疏曲線,隨著測序深度的增加,觀察到的物種數(shù)量也在增加(圖1B)。最終,曲線開始趨于平穩(wěn),表明隨著提取序列數(shù)量的增加,檢測到的OTU數(shù)量減少。

圖1 天山馬鹿和塔里木馬鹿糞樣OTU數(shù)目圖(A)和稀釋性曲線(B)Fig.1 OTU number diagram(A) and rarefaction curves (B) of fecal samples from Tianshan red deer and Tarim red deer

韋恩圖和花瓣圖顯示了天山馬鹿和塔里木馬鹿糞樣中共有和獨(dú)有的分類單元,兩組中所有個(gè)體共有的細(xì)菌類群被視為馬鹿腸道中的核心菌群。兩組馬鹿糞樣中共有579個(gè)OTU,天山馬鹿獨(dú)有25個(gè)OTU,塔里木馬鹿則獨(dú)有13個(gè)OTU(圖2A),共享OTU占天山馬鹿的95.86%;占塔里木馬鹿的97.80%。天山馬鹿個(gè)體共有299個(gè)OTU,而塔里木馬鹿個(gè)體共有230個(gè)OTU(圖2B、C),其中天山馬鹿共有OTU占平均單個(gè)樣本所有OTU的比例(98.82%)高于塔里木馬鹿(96.99%)。利用微生物參考數(shù)據(jù)庫對(duì)OTU的代表序列進(jìn)行比對(duì)歸類,可將檢測到的主要細(xì)菌歸類至14個(gè)門、22個(gè)綱、41個(gè)目、85個(gè)科、195個(gè)屬。

圖2 天山馬鹿和塔里木馬鹿糞樣韋恩圖和花瓣圖Fig.2 Venn plot and flower plot of fecal samples from Tianshan red deer and Tarim red deerA:韋恩圖;B:天山馬鹿花瓣圖;C:塔里木馬鹿花瓣圖A:Venn plot; B:Flower plot of Tianshan red deer; C:Flower plot of Tarim red deer

2.2 α多樣性分析

通過α多樣性計(jì)算,檢驗(yàn)兩個(gè)亞種之間腸道菌群的差異,OTU反映物種的豐富程度,天山馬鹿與塔里木馬鹿兩個(gè)亞種之間存在著顯著的差異(圖3)。Chao1、Shannon和Simpson等指數(shù)均在天山馬鹿與塔里木馬鹿兩組之間存在顯著差異,天山馬鹿的腸道菌群多樣性顯著高于塔里木馬鹿。

圖3 天山馬鹿和塔里木馬鹿腸道菌群α多樣性分析Fig.3 α diversity analysis of Tianshan red deer and Tarim red deer*表示存在顯著差異*Idicates that there is a significant difference

2.3 β多樣性分析

使用QIIME軟件進(jìn)行β多樣性分析,比較不同樣本在物種豐度分布的相似程度。β多樣性分析主要采用加權(quán)unifrac、 非加權(quán)unifrac算法計(jì)算樣本間的距離從而獲得樣本間的β值。非度量多維標(biāo)度(non-metric multidimensional scaling,NMDS)圖顯示,基于加權(quán)unifrac距離度量,樣本種群可清晰的聚類(圖4A),ANOSIM結(jié)果顯示天山馬鹿和塔里木馬鹿兩組微生物群落之間存在顯著差異 (R=0.423,P<0.05,圖4B);而基于非加權(quán)unifrac方法無法清晰地將兩組樣本種群區(qū)分開(圖4C),ANOSIM結(jié)果顯示天山馬鹿和塔里木馬鹿兩組微生物群落之間差異不顯著(R=0.141,P=0.058,圖4D)。

圖4 天山馬鹿和塔里木馬鹿腸道菌群β多樣性分析Fig.4 β diversity analysis of Tianshan red deer and Tarim red deerA:基于加權(quán)unifrac算法的NMDS分析;B:基于加權(quán)unifrac算法的相似性分析;C:基于非加權(quán)unifrac算法的NMDS分析;D:基于非加權(quán)unifrac算法的相似性分析A:NMDS analysis based on weighted unifrac;B:ANOSIM based on weighted unifrac;C:NMDS analysis based on unweighted unifrac;D:ANOSIM based on unweighted unifrac

2.4 不同分類水平優(yōu)勢菌群組成分析

馬鹿的腸道優(yōu)勢菌群在門水平上,兩組馬鹿的優(yōu)勢菌門為厚壁菌門Firmicutes(CES:53.74%;CEY:53.95%)、放線菌門Actinobacteria(CES:7.99%;CEY:24.71%)、變形菌門Proteobacteria(CES:19.30%;CEY:12.60%)、擬桿菌門Bacteroidetes(CES:16.36%;CEY:7.47%)、螺旋體門Spirochaetes(CES:1.59%;CEY:0.77%)、髕骨細(xì)菌門Patescibacteria(CES:0.32%;CEY:0.24%)、疣微菌門Verrucomicrobia(CES:0.36%;CEY:0.10%)、藍(lán)藻菌門Cyanobacteria(CES:0.13%;CEY:0.06%)、綠彎菌門Chloroflexi(CES:0.10%;CEY:0.000 3%)、軟壁菌門Tenericutes(CES:0.01%;CEY:0.08%)(圖5 A、B)。

圖5 天山馬鹿和塔里木馬鹿腸道菌群組成圖Fig.5 Composition of intestinal microbiota of Tianshan red deer and Tarim red deer A: 兩組之間在門水平上的對(duì)比圖;B: 各樣本在門水平上的對(duì)比圖;C: 兩組之間在屬水平上的對(duì)比圖;D: 各樣本在屬水平上的對(duì)比圖A: Comparison at phylum level between two groups; B: Comparison of samples at phylum level; C: Comparison at genus level between two groups; D: Comparison of samples at genus level

在屬水平上,兩組馬鹿的優(yōu)勢菌為不動(dòng)桿菌屬Acinetobacter(CES:10.47%;CEY:10.48%)、雙歧桿菌屬Bifidobacterium(CES:0.59%;CEY:17.37%)、森林土源芽胞桿菌屬Solibacillus(CES:12.71%;CEY:4.80%)、狹義梭菌屬1Clostridiumsensustricto1(CES:2.08%;CEY:9.07%)、瘤胃球菌科UCG菌屬RuminococcaceaeUCG005(CES:5.66%;CEY:4.57%)、索氏梭菌屬Paeniclostridium(CES:6.27%;CEY:3.93%)、羅斯氏菌屬Romboutsia(CES:3.70%;CEY:5.41%)、理研菌科RC9腸道菌群RikenellaceaeRC9gutgroup(CES:5.47%;CEY:2.20%)、蘇黎氏菌屬Turicibacter(CES:0.75%;CEY:5.82%)、節(jié)桿菌屬Arthrobacter(CES:1.65%;CEY:4.87%)(圖5C、D)。

2.5 菌群差異分析

通過LEfSe分析(圖6),天山馬鹿和塔里木馬鹿腸道中有24個(gè)菌群存在差異。塔里木馬鹿Actinobacteria、RuminococcaceaeUCG014的相對(duì)豐度顯著高于天山馬鹿;天山馬鹿Proteobacteria、Bacteroidetes、類芽胞桿菌屬(Paenibacillus)、RikenellaceaeRC9gutgroup、Solibacillus、Acinetobacter的相對(duì)豐度顯著高于塔里木馬鹿。

圖6 天山馬鹿和塔里木馬鹿腸道菌群LEfSe分析Fig.6 LEfSe analysis about intestinal microbiota of Tianshan red deer and Tarim red deerA:進(jìn)化分支圖;B:LDA值分布柱狀圖(LDA>4.0)A:Cladogram diagram; B:LDA value distribution histogram (LDA>4.0)

3 討 論

本研究采用16S rRNA基因測序技術(shù)首次對(duì)比分析天山馬鹿與塔里木馬鹿兩個(gè)馬鹿亞種腸道菌群。OTU稀疏曲線(圖1B)表明本研究測序數(shù)據(jù)充足,能夠體現(xiàn)樣本中的絕大部分物種。韋恩圖和花瓣圖表明兩個(gè)馬鹿亞種共享OTU占天山馬鹿的95.86%,占塔里木馬鹿的97.80%。一項(xiàng)關(guān)于羊亞科三個(gè)不同屬的研究結(jié)果表明,三個(gè)屬之間共享OTU達(dá)74%以上[18]。這表明近源的反芻動(dòng)物共享相似的核心菌群[19]。

此外,天山馬鹿的共有OTU占平均單個(gè)樣本所有OTU的比例高于塔里木馬鹿,且α多樣性指數(shù)比較顯示(圖3),天山馬鹿菌群多樣性和豐度顯著高于塔里木馬鹿。研究者普遍認(rèn)為,健康的腸道菌群系統(tǒng)具有細(xì)菌多樣性和豐度高的特點(diǎn),具備更高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抵抗力[20-21]。因此天山馬鹿腸道菌群結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高于塔里木馬鹿,同一飼養(yǎng)條件下天山馬鹿腸道抵抗力和恢復(fù)力更高,塔里木馬鹿更易罹患消化道疾病。另一方面,樣本之間的差異也表明菌群結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,這與不同品種的羊的菌群結(jié)構(gòu)具有顯著差異的研究結(jié)果一致[22]。

β多樣性結(jié)果顯示馬鹿亞種間的差異不顯著(非加權(quán)的unifrac距離結(jié)果顯示P=0.058>0.05)。基于非加權(quán)unifrac方法分析,主要比較物種的有無,若兩個(gè)群體的β多樣性距離越小,則物種類型越相似。這表明天山馬鹿所具有的菌群種類與塔里木馬鹿基本相同,僅是豐度存在差異,即在相同飼養(yǎng)條件下,天山馬鹿與塔里木馬鹿腸道菌群的基本結(jié)構(gòu)一致。推測其菌群之間的差異源自于長期生活在不同環(huán)境下所產(chǎn)生的亞種間菌群的適應(yīng)性變化。自然狀態(tài)下天山馬鹿的生存環(huán)境為山地森林和林間草地[23],食源植物種類較多,包括雪嶺云杉、禾本類植物、莎草科植物、苜蓿和苔蘚植物等;而塔里木馬鹿的生存環(huán)境為荒漠河岸林[24],較為干燥,主要食物為蘆葦、脹果甘草及胡楊等。因此,天山馬鹿腸道菌群的高多樣性可能是在適應(yīng)中保留下來的。

天山馬鹿和塔里木馬鹿菌群結(jié)構(gòu)中優(yōu)勢菌門包括厚壁菌門、放線菌門、變形菌門和擬桿菌門,與前人研究一致[25]。其中厚壁菌門和擬桿菌門被認(rèn)為是反芻動(dòng)物的核心菌門,與馬鹿[26]、黇鹿[27]、麋鹿[7]等研究一致。厚壁菌門是主要的纖維素分解細(xì)菌,可以將纖維素分解為揮發(fā)性脂肪酸,供宿主使用[28]。擬桿菌門可降解碳水化合物和蛋白質(zhì),參與腸道免疫調(diào)節(jié)[29]。二者在粗纖維消化過程中發(fā)揮著重要作用,因此在馬鹿及其他草食動(dòng)物腸道菌群中處于優(yōu)勢地位[30]。此外,厚壁菌門與擬桿菌門比值(F/B ratio)是研究腸道菌群的重要指標(biāo),與腸道菌群從食物中提取能量的效率成正比[18,31]。天山馬鹿擬桿菌門豐度顯著高于塔里木馬鹿,F/B比值(3.28)小于塔里木馬鹿(7.22),表明塔里木馬鹿腸道菌群從食物中獲取能量的效率高于天山馬鹿。這可能是由于塔里木馬鹿從環(huán)境中攝取的食物相比天山馬鹿較為粗糙,所含能量較少,所以其腸道菌群需從相對(duì)較少的資源中獲取盡可能多的能量,從而滿足自身及宿主的能量需求。同時(shí)有研究表明,高淀粉飲食可提高擬桿菌門的豐度[29]。因此,可適當(dāng)提高塔里木馬鹿的精飼料比例,促進(jìn)擬桿菌門的富集。

放線菌門是維持腸道屏障穩(wěn)態(tài)的必要參與者,在維持腸道穩(wěn)態(tài)中起著關(guān)鍵作用,可發(fā)酵碳水化合物并產(chǎn)生短鏈脂肪酸,為機(jī)體提供能量。放線菌門產(chǎn)生的脂肪酸經(jīng)一定反應(yīng)后形成的鹽(如乙酸鹽等)可以保護(hù)宿主免受腸道病原體(如腸出血性大腸埃希菌、志賀氏菌)感染[32],在免疫系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。塔里木馬鹿腸道中的放線菌門豐度顯著高于天山馬鹿,且放線菌門下的雙歧桿菌屬也高于天山馬鹿。有研究表明宿主雙歧桿菌豐度在高纖維食物條件下會(huì)顯著升高,在高脂肪食物條件下豐度下降[33-34]。這意味著對(duì)天山馬鹿而言,目前飼料中的粗飼料水平還有待提升。

變形菌門對(duì)木質(zhì)素的消化起著重要作用[35]。因此在以植物纖維為主的飼養(yǎng)環(huán)境下,變形菌門在天山馬鹿和塔里木馬鹿的腸道菌群中占有優(yōu)勢地位。本研究中,天山馬鹿腸道中變形菌門豐度顯著高于塔里木馬鹿。有研究表明,攝入高脂高蛋白食物的宿主腸道菌群中,變形菌門相對(duì)豐度高[36],這可能意味著目前圈養(yǎng)馬鹿的飼料配方對(duì)天山馬鹿來說精飼料比例過高(所飼精飼料含玉米淀粉、豆粕及麩皮等),應(yīng)適當(dāng)降低精飼料配比。

在屬水平上,二者共同優(yōu)勢菌屬為不動(dòng)桿菌屬。該菌屬部分細(xì)菌為條件致病菌,在環(huán)境中廣泛分布,是醫(yī)院內(nèi)感染主要原因,對(duì)公共衛(wèi)生具有重要意義[37]。也有研究表明,該菌具有代謝多樣性,可降解己內(nèi)酰胺、除草劑、有機(jī)磷農(nóng)藥和多種石油烴組分等[38]。推測不動(dòng)桿菌屬的優(yōu)勢地位可能源自飼料中的農(nóng)藥殘留或者是從環(huán)境中攝入。本研究中,天山馬鹿腸道中不動(dòng)桿菌屬豐度顯著高于塔里木馬鹿。該菌高豐度表明在之后的飼養(yǎng)管理中需要關(guān)注動(dòng)物身體狀況,否則在罹患消化道疾病時(shí)該菌很可能會(huì)導(dǎo)致病情的惡化。

此外,塔里木馬鹿的RuminococcaceaeUCG014相對(duì)豐度高于天山馬鹿。Ruminococcaceae屬于厚壁菌門,該科的細(xì)菌可將植物細(xì)胞壁分解成營養(yǎng)基質(zhì),供其他微生物利用[19,39-41]。這表明塔里木馬鹿在分解植物細(xì)胞壁獲得的能力強(qiáng)于天山馬鹿,在同等食物條件下,塔里木馬鹿可獲取更高的能效。

天山馬鹿的理研菌科RC9(RikenellaceaeRC9gutgroup)、類芽胞桿菌屬(Paenibacillus)、Solibacillus相對(duì)豐度高于塔里木馬鹿。理研菌科RC9的高豐度可能與脂質(zhì)代謝有關(guān)[42]。類芽胞桿菌屬可以為食草動(dòng)物和植物抵御病原體(細(xì)菌、真菌、線蟲和病毒)侵襲,還可合成多種酶,包括淀粉酶、纖維素酶等,輔助分解飼料中的碳水化合物;另一方面,它還是條件性致病菌[43],當(dāng)宿主腸道穩(wěn)態(tài)失衡時(shí)可能作為致病菌促進(jìn)病程發(fā)展。這與上述推測飼料中精飼料配比過高的結(jié)論一致,同時(shí)更應(yīng)關(guān)注天山馬鹿健康狀況。Solibacillus在病變及瘤胃酸中毒的條件下會(huì)減少[44-45],目前被認(rèn)為是有益菌。有益菌豐度也會(huì)影響腸道穩(wěn)態(tài)的動(dòng)態(tài)平衡,這提示需更多關(guān)注塔里木馬鹿的消化狀況。

圈養(yǎng)條件下,塔里木馬鹿腸道菌群多樣性低于天山馬鹿,天山馬鹿腸道中的條件性致病菌(不動(dòng)桿菌屬、類芽胞桿菌屬)相對(duì)豐度較高,均不利于腸道菌群的穩(wěn)定及健康。針對(duì)二者不同的菌群組成,認(rèn)為在現(xiàn)有基礎(chǔ)上,可適當(dāng)減少天山馬鹿的精飼料配比,提高塔里木馬鹿的精飼料配比,以求改善二者的菌群組成。

本研究通過描述圈養(yǎng)天山馬鹿及塔里木馬鹿的腸道優(yōu)勢微生物種群,旨在了解不同馬鹿亞種腸道微生物組成差異,闡明其腸道菌群的組成及結(jié)構(gòu),為兩個(gè)亞種間腸道菌群的差異提供參考,為檢測天山馬鹿及塔里木馬鹿腸道菌群的健康狀況提供依據(jù)。這些信息為改善圈養(yǎng)馬鹿健康飼養(yǎng)管理提供重要依據(jù),為圈養(yǎng)馬鹿的腸道菌群健康穩(wěn)定以及將來進(jìn)一步為重要野生動(dòng)物的管理保護(hù)提供參考。