导读
金丝猴是疣猴亚科中散布最北、履历最长冬天和低温的物种。它们在冬天须要两倍于春天的能量损耗，而冬天唯一树皮和地衣等高纤维食品可供采食。即日，西北大学李保国、郭松涛团队对金丝猴消化系统的纤维降解、微生物功效和消化道机关举行调整解析，透露了金丝猴后肠有助于其从高纤维食品猎取额外能量的低温适应机理。该效果以Report表面在线颁发于TheInnovation期刊。
图1图文撮要
哺乳动物常常本身并不形成降解纤维的消化酶，要仰仗肠道微生物将机关性碳水化合物代谢为短链脂肪酸以后才力消化和汲取。因而，不同的物种衍化出了百般的适应性特性以提升肠道共生微生物的消化功效，比方经过前肠（即胃）、盲肠或结肠，或经过反刍行动等。疣猴类物种固然具备相仿反刍动物的多囊的胃，用以消化常绿植物处境中的叶性食品，不过在快要半年的落叶期处境中生涯的金丝猴则需摄取更多的树皮等高纤维食品（图2），且面对低温的挑战。咱们前期对其举行了行动学探索，发掘它们冬天行动伶俐，能耗庞大；固然履历冬天，但体重降落不大。那末，它们冬天的能量从何而来呢？
图2冬天大批采食树皮和地衣
咱们调整解析了秦岭金丝猴消化道机关、食品纤维降解率、纤维素酶的活性程度和肠道微生物的构成及功效，探讨其先后肠的消化性能和获能机制。
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金丝猴的消化道形状和食品消化率解析
咱们丈量了金丝猴各个消化道腔室的体积，连接已有的47种灵长类的数据与咱们的丈量了局举行了回归解析。了局发掘，金丝猴的胃和盲肠与此外疣猴同样，体积并没有反常，但其大肠容积却相对较大（图3），先后肠均有纤维消化酶活反响，且纤维在先后肠部位都可被降解。
图3金丝猴在48个灵长类物种中大肠容积的相对相干（血色三角为疣猴亚科物种，血色实心三角为金丝猴）
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野生金丝猴的肠道微生物构成和功效解析
咱们对金丝猴肠道微生物举行了16SrRNA基因和宏基因组测序解析，发掘先后肠内细菌的构成和功效特性具备显著性差别（图4）。
图4先后肠微生物构成和功效解析：
左图为16S菌种主坐标PCoA解析(PERMANOVA,P0.)；右图为基于GH家属基因品貌的对应排序解析（CA）
在微生物扩增子测序变异（ASV）和属程度，后肠的微生物群落构成都比前肠加倍百般（图5）。同时网络解析显示，固然前肠有较少的细菌种属，但前肠各微生物之间占有更高的毗连性和协同（正）联系相干（图6）。咱们发掘39个菌属在后肠中品貌显著高于前肠，惟有7个菌属品貌在前肠中显著高于后肠且都是代谢碳水化合物的细菌属。相仿的状况也产生在科程度，宏基因组解析也显示了如同的了局。咱们进一步发掘，个中个KEGG通路的品貌在先后肠之中呈显著性差别，后肠的功效基因更多，品貌也更高。从消化功效上来看，先后肠在代谢卵白质、机关性碳水化合物等繁杂化合物方面展现互补和协同效用。比方，消化碳水化合物以及多糖、五碳糖和葡萄糖醛酸代谢的基因，在前肠中加倍富集，而代谢淀粉、蔗糖、肽聚糖、果糖和甘霖糖、氨基糖和核糖的通路联系基因在后肠品貌更高。
图5前、后肠微生物群落的香农百般性对照
固然微生物解析显示后肠包括更百般的微生物品种和品貌，不过前肠的纤维素和半纤维素降解率都更高，纤维素酶的活性也更强。网络解析了局更好地评释了这一表象：前肠包括加倍特化的功效群落。前肠的细菌种属较少，不过这些细菌之间毗连更密切，正向协同相干也更多。这些了局提醒，前肠的微生物群落的功效或许加倍笃志和高效，后肠做为补充具备更普遍的代谢功效，充足地提升金丝猴对养分成份的汲取。
图6前、后肠微生物群落在属程度的相对品貌联系性网络图：红/蓝色连线别离示意菌属之间正/负联系相干
归纳与预测
后肠结讲和功效的新发掘，表明金丝猴或可经过补充后肠对高纤维食品的降解和利努力能，补充前肠从高纤维食品中获能，让疣猴类物种也能适应低和气落叶丛林处境。该探索了局还表明以疣猴为代表的食叶灵长类动物先后肠道微生物构成存在较大差别，这一了局关于欺诈粪便做肠道微生物适应性和协同衍化的探索具备急迫的参考意义：开展宿主和肠道微生物的协同衍化探索，须要同时关心后肠和前肠的消化道微生物构成和功效衍化。
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