大熊猫肠道正常菌群的研究

对圈养的１３头大熊猫肠道正常菌群进行了定性及定量检测,发现大熊猫肠道正常菌群与其他动物有较显著差异,厌氧菌的检出率及检出量相对较低,其优势菌为肠杆菌科的大肠埃希氏菌,其次为乳杆菌及粪链球菌。同时,本文还着重探讨了上述结果在大熊猫疾病防治及消化生理上的意义。     

1株大熊猫肠道纤维素降解菌的分离鉴定及其酶学性质

以羧甲基纤维素钠为唯一碳源,利用刚果红染色法,从大熊猫粪便内筛选具有降解纤维素能力的菌株,并研究其酶学特性。分离获得1株酶活力较高的菌株A1,通过形态学和BD PhoenixTM-100全自动细菌鉴定仪鉴定为蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)。菌株A1最适生长条件和酶活力测定表明,其最适生长温度为37℃,Na Cl浓度为0.5%,p H值为7.0,内切葡聚糖苷酶、外切葡聚糖苷酶、β-葡萄糖苷酶和总酶活的最大值分别为0.139、0.074、0.126、0.108 5 IU/m L。丰富了大熊猫肠道纤维素降解菌的种类,为后续研究大熊猫如何消化利用竹纤维提供了菌源。     

肠道菌群代谢产物在鼠伤寒沙门菌感染中的作用研究进展

人和动物肠道内生存着多种多样的微生物群体,它们与宿主共同进化,对宿主的健康至关重要。肠道菌群可以发酵宿主难以消化的复杂碳水化合物,为宿主肠道细胞提供能量,同时其代谢产物对肠道病原菌沙门菌的感染产生着重要影响。正常情况下,肠道菌群代谢产物如丁酸与丙酸可以抑制沙门菌在肠道中的定植或者毒力基因的表达,而在肠道菌群受到扰乱时,其代谢的琥珀酸盐和1,2-丙二醇等物质却能促进沙门菌增殖。近年来,越来越多的研究揭示了肠道菌群代谢产物对沙门菌感染的影响。本综述通过总结近年来关于鼠伤寒沙门菌入侵时肠道菌群代谢产物改变的研究,综合阐述了肠道菌群代谢产物影响沙门菌感染的机制。     

草地贪夜蛾幼虫肠道细菌的分离鉴定及纤维素降解细菌的筛选

【目的】本研究旨在明确草地贪夜蛾Spodopterafrugiperda幼虫肠道可培养细菌组成,筛选纤维素降解细菌。【方法】采用传统细菌培养及16S rDNA分子标记相结合的方法分离鉴定草地贪夜蛾幼虫肠道可培养细菌;采用刚果红染色法筛选纤维素降解细菌,并通过3,5-二硝基水杨酸(DNS)法测定不同pH(5.0-9.0)条件下的纤维素酶活力。【结果】从草地贪夜蛾幼虫中筛选分离出14种肠道细菌菌株,分别隶属放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)等3门11属,即谷氨酸棒杆菌属(Glutamicibacter)、肠球菌属(Enterococcus)、芽胞杆菌属(Bacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、摩根菌属(Morganella)、肠杆菌属(Enterobacter)、志贺氏菌属(Shigella)、克洛诺杆菌属(Cronobacter)、克雷伯氏菌属(Klebsiella)、沙雷氏菌属(Serratia)、苍白杆菌属(Ochrobactrum)。2株产纤维素酶细菌隶属厚壁菌门芽胞杆菌属。酶活力测定结果显示:2株纤维素降解细菌的纤维素酶在pH 6.0-8.0均有相对较高的活性,在pH 8.0时,纤维素酶活最高。【结论】草地贪夜蛾幼虫肠道中细菌种类多样,其肠道内存在纤维素降解细菌。在偏碱性条件下,纤维素降解细菌的纤维素酶活力显著高于酸性条件。研究结果丰富了纤维素降解细菌资源,在饲料生产、食品加工、化学能源等方面具有应用前景。此外,草地贪夜蛾作为重大农业害虫,其肠道有益菌群,有望成为新的防治靶标。     

斜纹夜蛾幼虫肠道细菌分离鉴定及其功能初步分析

昆虫肠道微生物对其寄主的生长发育、营养代谢、免疫以及农药抗性等方面都发挥着重要作用。为研究斜纹夜蛾Spodoptera litura幼虫肠道细菌的多样性,并为其功能验证做准备,本文利用传统微生物分离纯培养方法从斜纹夜蛾4龄幼虫肠道中共分离鉴定得到10株细菌,分别为属于变形菌门(Proteobacteria)的脱氮假单胞菌(Pseudomonas denitrificans),不动细菌(Acinetobacter sp.),肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)和肠杆菌(Enterobacter sp.);属于厚壁菌门(Firmicutes)的鸡葡萄球菌(Staphylococcus gallinarum),蒙氏肠球菌(Enterococcus mundtii),蜡样芽胞杆菌(Bacillus cereus)和枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)以及放线菌门(Actinobacteria)的微杆菌(Microbacteriums sp.)和乳酪棒杆菌(Corynebacterium casei)。变形菌门和厚壁菌门是斜纹夜蛾肠道可培养细菌中的优势菌群。功能验证实验表明肠杆菌具备纤维素降解能力,微杆菌具备很强的苯酚降解能力。本研究为未来深入研究斜纹夜蛾肠道微生物的功能提供了方向和菌株材料。     

褐腐真菌产生的羟基自由基HO˙对纤维素作用的研究*

由褐腐真菌的典型菌株——密粘褶菌Gloeophyllum trabeum的胞外培养液中分离纯化得到一能还原Fe3+,产生羟基自由基HO˙的多肽组分(称作Gt因子)。 采用HO˙特异性的抑制剂硫脲,对Gt因子产生的HO˙在纤维素降解中的作用进行了对照研究,结果表明Gt因子及其产生的HO˙在纤维素降解中起着重要的作用,为褐腐菌HO˙氧化降解纤维素机制假说的确立提供了一些依据。     

褐腐真菌产生的羟基自由基HO˙对纤维素作用的研究

由褐腐真菌的典型菌株——密粘褶菌Gloeophyllum trabeum的胞外培养液中分离纯化得到一能还原Fe3 ,产生羟基自由基HO˙的多肽组分(称作Gt因子)。 采用HO˙特异性的抑制剂硫脲,对Gt因子产生的HO˙在纤维素降解中的作用进行了对照研究,结果表明Gt因子及其产生的HO˙在纤维素降解中起着重要的作用,为褐腐菌HO˙氧化降解纤维素机制假说的确立提供了一些依据。     

鲤肠道正常菌群的研究

本实验用稀释滴种的定量方法,对淡水养殖地中健康鲤肠道内的１０种菌群进行了定性、定量分析,并对结果进行统计学处理,得到鲤肠菌群的一些生理值。结果表明鲤肠道中需氧、兼性厌氧优势菌是气单胞菌和酵母菌,厌氧优势菌是拟杆菌。对不同时间、不同温度条件下同一养殖池中鲤肠道菌群的测定结果比较表明：葡萄球菌、假单胞菌差异显著（ｐ＜０．０５）,气单胞菌、大肠杆菌、需氧芽胞杆菌、酵母菌、乳酸杆菌、双歧杆菌、拟杆菌、梭状芽胞杆菌差异不显著（ｐ＞０．０５）,表明该８种菌群在鲤肠道中的菌数处于相对稳定状态,属于肠道正常菌群。     

高效降解纤维素产甲烷菌群的富集及其性质研究

以获得1组高效降解纤维素的产甲烷菌群为目的,以蔬菜厌氧消化液、糖蜜厌氧消化液和池塘沉积物底泥为菌株来源,55℃条件下,以滤纸为碳源进行继代培养,检测其甲烷含量,最终获得1组有效分解纤维素的产甲烷菌群。该菌群能够有效分解滤纸,相对分解率可达67.3%,培养7 d甲烷累积产量可达46.5%(体积分数),培养第3天羧甲基纤维素酶(CMC)活性最高值为26.3 U/mL。有机酸中乙酸产量最高,7 d累积量为2.7 g/L。基于16S rRNA基因扩增子高通量测序分析结果表明,细菌的多样性高于古菌。细菌菌群主要由Lutispora、好氧芽胞杆菌属(Aeribacillus)、解硫胺素杆菌属(Aneurinibacillus)、共生小杆菌属(Symbiobacterium)、梭菌属(Clostridium)等组成,其中Lutispora为优势菌群,占细菌总丰度的11.04%。古菌菌群主要包括甲烷嗜热杆菌属(Methanothermobacter)、甲烷丝状菌属(Methanothrix)、甲烷杆菌属(Methanobacterium)、甲烷螺菌(Methanospirillum)等,其中甲烷嗜热杆菌属为优势古菌菌群,占古菌总丰度的99.82%。这组高效降解纤维素的产甲烷菌群可通过多种微生物协同作用实现纤维素的降解和甲烷的产生。     

象白蚁肠道中一个纤维素降解菌群的分离和特性研究

利用滤纸培养基从象白蚁(Nasutitermes sp.)肠道中分离出一个具有纤维素降解能力,能够降解滤纸的混合菌群。在起始pH 6.5,37℃培养条件下培养6d可得到最高的纤维素酶(CMCase和FPase)活性。在优化条件下,混合菌群的滤纸降解率在第15d达到最大值66.3%,显示出较高的滤纸降解效率。酶谱活性染色分析显示,混合菌群在以滤纸为唯一碳源的生长过程中至少表达了8种内切葡聚糖酶和4种木聚糖酶。扫描电镜观察到该混合菌群包含短杆状和球形两种形态的细菌。基于16SrRNA基因的系统发育分析表明,该混合菌群中至少存在两种细菌,分别属于沙雷氏菌属(Serratia)和类芽胞杆菌属(Paenibacillus)。这两种细菌协同降解纤维素的机制值得进一步深入研究。     

用间接遥感方法探测大熊猫栖息地竹林分布

竹子是野生大熊猫赖以生存的唯一食物。探测大熊猫栖息地内的竹林分布状况,有助于深入了解大熊猫及其栖息地的空间分布格局与特点,并为评估其栖息地适宜性、破碎化程度和生态承载力提供科学依据。由于大熊猫的主食竹大都生长于林下,直接通过遥感影像解译的方法很难实现对其分布密度的探测。以佛坪自然保护区的两大优势竹种——巴山木竹和秦岭箭竹为例,在运用遥感和GIS方法获取空间连续的环境变量时,引入了林上和林下的光照条件,通过分析不同竹种与各环境要素之间的关系,建立竹子密度的预测模型,最后在GIS空间分析技术的支持下实现了对林下竹子密度的绘制。研究结果显示:该方法能够比较准确地预测出林下竹子的分布状态,对两种竹子的密度预测精度均可达到70%以上。     

Mandible of the giant panda (Ailuropoda melanoleuca) compared with other Chinese carnivores: functional adaptation

The aim of this study was to understand the mandible of the giant panda in morphometric terms to explore differences between the giant panda and other carnivores distributed in China, in terms of functional adaptation. Twelve mandibular variables were studied using bivariate (allometry) and multivariate (principal components analysis, PCA, and discriminant functional analysis, DFA) tools. When deviations were produced from allometric baselines consisting of all the species studied, the giant panda displayed a much more developed mandibular structure than the bear, leopard, and tiger. This may be related to its specific dietary preference for bamboo, which has very strong fibers. Results also indicate that the mandibular structure among carnivores mainly reflects the differences in their dietary preferences and functional adaptation. Three groups were found referring to dispersal profiles expressed by the first two axes of PCA and DFA: (1) the two panda species – the herbivorous carnivores; (2) the black bear – the omnivorous carnivore; and (3) the tiger and leopard – the hypercarnivores. Nevertheless, a significant separation between the two panda species was also found with the profiles displayed by the first and third axes of DFA. In addition to no close evolutionary relationship and phylogenetic development, a noticeable separation between the two panda species found in DFA analysis may be associated with their variation in consuming different parts of the bamboo plant: the giant panda feeds on stems and the red panda feeds on leaves.  © 2007 The Linnean Society of London, Biological Journal of the Linnean Society , 2007, 92 , 449–456.     

汶川地震对大熊猫栖息地的影响与恢复对策

 大熊猫是生物多样性保护的旗舰种, 保护大熊猫及其栖息地是保护生物多样性和生态系统功能完整性与稳定性的重要保障体现。汶川地震灾区位于大熊猫重点分布区岷山-邛崃山, 地震及其次生灾害导致该区27个大熊猫自然保护区不同程度受损, 8.3%的大熊猫栖息地因地震而被破坏。地震及其次生灾害对大熊猫栖息地的影响主要表现在: 1) 地震埋没和砸毁大熊猫赖以生存的主食竹, 地震可能诱发主食竹开花, 威胁到大熊猫的健康和食物安全; 2) 地震及其诱发的土壤和山石运动显著影响森林的动态特征, 森林大面积丧失或质量下降; 3) 地震改变大熊猫栖息地生境特征, 大熊猫个体交流的廊道阻断, 形成“生殖孤岛”, 遗传多样性降低, 栖息地破碎化进程加快。应对震后大熊猫栖息地恢复的主要对策有: 1) 重新评估震后大熊猫栖息地质量, 并重新规划现有大熊猫保护区群的布局; 2) 应用地理信息系统、遥感及数学模型等手段与野外实地实证研究相结合的方法, 全面查清震后大熊猫栖息地主食竹资源状况及分布规律并及时监测其动态, 复壮更新大熊猫主食竹; 3) 利用天然植被自然恢复和人工重建等措施恢复因地震而退化或丧失的大熊猫栖息地。     

野化培训大熊猫幼仔的食性转换

本文以2010—2020年15只母兽带仔野化培训的大熊猫幼仔为研究对象,基于红外视频监控系统观察和音频颈圈解译获得的行为资料、GPS颈圈跟踪定位采集的粪样数据,分析了野化培训大熊猫幼仔的行为发育进程和食性转换特征。结果表明：随着野化培训大熊猫幼仔的生长发育,与觅食和警戒相关的行为得到充分发育,且具有较强的时间关联性,包括食乳、爬行、走动、玩耍物品、爬树、咬玩竹子、饮水和采食竹子等。8 ~ 10月龄的大熊猫幼仔开始取食竹子,其发育性食性转换过程划分为3个阶段：食乳期 (1 ~ 7月龄)、食母乳—食竹子转换期 (8 ~ 28月龄) 和食竹期 (29 ~ 39月龄),其中转换期细分为关键期 (8 ~ 18月龄) 和过渡期 (19 ~ 28月龄)。从统计检验来看,不同食性阶段间差异显著;过渡期的大熊猫幼仔可离开母兽独立生活,此阶段大熊猫幼仔食物组分比例与食竹期相比无显著差异。野化培训大熊猫幼仔的季节性食性转换规律与带仔母兽和野生大熊猫具有相似的格局,即春季主要取食竹笋,夏、秋季则以嫩竹茎和竹叶为食,冬季采食竹叶与竹茎。     

放牧对冶勒自然保护区大熊猫生境的影响

四川冶勒自然保护区周边村民的牲畜基本上都在保护区内放养。为研究放牧和大熊猫对竹类的利用及放牧强度与竹类的关系 ,利用Forageratio选择指数 ,Pearson相关分析和联列表独立性检验 ,对调查数据进行分析。结果表明 ,大熊猫活动区海拔为 2 870～ 390 0m ,并喜欢选择竹类盖度为 5 0 %～ 10 0 % ,竹类高度 2～ 3m ,竹类生长状况好的竹林。而放牧海拔为 2 70 0～ 4 0 0 0m ,放牧对竹类的盖度、高度、生长状况没有选择性 ,为随机利用。放牧海拔与大熊猫活动海拔无显著相关。大熊猫在放牧生境活动的频率较低 ;放牧生境中竹类的成竹平均密度和竹子平均密度都低于大熊猫活动生境 ,枯死竹比例高于大熊猫活动生境。放牧强度与竹类的有、无和竹类盖度是相关联的 ,大熊猫出现与否也与放牧活动相关联 (在 95 %的置信度 ,P <0 0 5 )。放牧强度强的生境没有大熊猫活动 ,竹子的盖度也较低。由于放牧活动对竹类的生长和盖度造成影响 ,从而影响大熊猫对放牧生境的利用 ,在保护区内应采取一定的措施控制放牧活动。     

Endophytic fungi and silica content of different bamboo species in giant panda diet

The giant panda (Ailuropoda melanoleuca), one of the most threatened mammalian species in the world, has adapted to herbivorous diet consisting mainly of bamboo (Poaceae: Bambusoidea). The most acute threats to the survival of the giant panda are habitat loss and fragmentation. However, changes in habitat may influence also the quality of giant panda diet through the bamboo species composition as well as their symbiotic leaf endophytes and plant chemical properties. Here we explore species composition and frequency of endophytic fungi and silica content in different bamboo species in the range of giant panda habitat in relation to panda food preference. Silica content of the bamboos varied from 3.7 g/kg to 45.7 g/kg and did not correlate with panda preference and altitudinal gradient. Systemic and vertically in seeds transmitted fungal endophytes or bacterial endophytes were not detected in bamboo leaves. Nearly half of the identified endophytic fungi belonged to genus Arthrinium. Pandas preferred bamboo species naturally occurring in higher altitudes. Furthermore, the total amount of endophytes tended to be lower in samples collected from bamboos in higher altitudes. This draws attention to the importance of more detailed studies on the endophytic fungi-bamboo-panda trophic interactions and the effect of land use and climate change on conservation programs of giant panda.     

从野外大熊猫的粪便估计年龄及其种群年龄结构的研究

本文对野外大熊猫粪便中的竹秆咬节及切缘与竹叶残片量度和破碎状况的研究,并以此对已知年龄个体的牙齿切片和齿冠磨损程度进行验证,发现通过粪便分析,可将野外大熊猫种群,大体划分为4个年龄组。     

气候变化对邛崃山系大熊猫主食竹和栖息地分布的影响

气候变化对生物多样性的影响,特别是珍稀濒危物种的影响是当前的研究热点。全球气候变化对大熊猫的影响一直受到广泛关注。根据野外调查的大熊猫活动痕迹点、竹类分布点和主食竹扩散距离数据,采用Maxent模型,利用植被、地形、气候等因素,在RCP8.5下分析了2050年和2070年邛崃山系大熊猫主食竹分布及栖息地变化趋势。结果显示:(1)未来大熊猫适宜生境及主食竹气候适宜区面积均有所减少,到2070年分别减少37.2%和4.7%;(2)未来主食竹分布范围总体向高海拔扩展,但面积持续减少,到2070年分布面积比当前减少8.3%;(3)大熊猫栖息地未来有向高海拔扩张的趋势,在低海拔地区退缩明显,到2070年较当前减少27.2%;但到2070年大熊猫栖息地面积加上非栖息地有主食竹分布的面积,较现有大熊猫栖息地面积大1.5%;(4)受气候变化影响较严重的区域是邛崃山系南部以及低海拔地区,其余区域所受影响相对较小;(5)未来需要加强对受气候变化影响严重区域的监测与保护,特别是邛崃山系中部的大熊猫集中分布区。     

卧龙自然保护区大熊猫生境评价

生物的生境是指生物生活繁衍的场所,由生物与非生物环境构成。近几个世纪以来,物种绝灭的速度加快,生物多样性丧失最重要的原因是生物生境的人为破坏。对保持生物的生境评价,是分析这些物种种群减少,濒危原因的重要手段,还能为制定合理的保护对策提供依据。根据大熊猫生境分布特点提出了大熊猫生境结构理论模型,将影响卧龙大熊猫生境质量的因素分为物理环境因素、生物环境因素和人类活动因素,探讨了生境评价的程序与卧龙大熊猫生境评价准则,运用地理信息系统技术与空间模拟方法分析了卧龙大熊猫生境质量。在人类活动影响下,卧龙自然保护区内适宜大熊猫生存的生境面积有57597.3hm^2,其中最适生境面积为6256.1hm^2,主要分布在海拔2300－2800m的平缓山坡与台地。     

The Microbial Community in the Feces of the Giant Panda (<Emphasis Type="Italic">Ailuropoda melanoleuca</Emphasis>) as Determined by PCR-TGGE Profiling and Clone Library Analysis

Despite having a typical carnivorous digestive tract, the giant panda has a diet consisting exclusively of bamboo, a low-efficiency food source. Given this paradox, we sought to investigate if the giant panda digestive tract is inhabited by organisms indicative of high cellulose diet or their gastrointestinal tract anatomy. The diversity and dynamics of the predominant bacteria in the fecal flora of two adult (male and female) and one young (male) giant panda reared in two different zoos over a 2-year period was studied using 16S rDNA-based approaches. The temperature gradient gel electrophoresis (TGGE) profiles of the 16S rDNA V3 region of the three individuals were highly similar. The structure of their fecal flora remained relatively stable over the 2-year period. Both the most predominant band in TGGE patterns shared by the three pandas and the biggest operational taxonomic unit (OTU) in the clone library were phylogenetically related to Escherichia coli. Gram-negative, facultative bacteria constituted almost 60% of the whole community in the clone library. All the OTUs were related to previously described phylotypes known to reside in the intestine or rumen. The results of our study indicate that the predominant bacterial populations in the intestine of the three pandas were markedly different from that of herbivores. The unbalanced intestinal community structure may play a role in the inefficient digestion of bamboo by the giant pandas.