《Microorganisms》：Comparative Analysis of Gut Microbiome Diversity, Stability, and Predicted Function in Captive Guanacos (Lama guanicoe) and Alpacas (Vicugna pacos)
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肠道微生物群（gut microbiota）在宿主健康中发挥关键作用。针对在相同圈养条件下比较野生型与家养型南美骆驼科动物的研究相对匮乏这一现状，本研究以饲养于同一动物园且接受相同日粮的16只圈养原驼（Lama guanicoe）和8只羊驼（Vicugna p
肠道微生物群（gut microbiota）在宿主健康中发挥关键作用。针对在相同圈养条件下比较野生型与家养型南美骆驼科动物的研究相对匮乏这一现状，本研究以饲养于同一动物园且接受相同日粮的16只圈养原驼（Lama guanicoe）和8只羊驼（Vicugna pacos）为对象，采用16S rRNA基因测序及多种生态学指标进行比较分析。α多样性指数〔Shannon指数、观测丰富度（observed richness）和Shannoneven指数〕在两物种间无显著差异，但β多样性〔主成分分析（principal component analysis, PCA）〕显示两组显著分离（p < 0.05）；同时，原驼组组内Bray–Curtis差异度显著更低，提示其微生物群落一致性更高。原驼表现出更低的平均变异度（average variation degree, AVD），提示群落稳定性更高；其生态位更宽，并具有一个正相关边占81.1%、模块度高达0.691的共现网络。相比之下，羊驼显示更高的AVD（即稳定性较低）、更窄的生态位，以及仅有62.2%正相关边且模块度较低（0.534）的网络。线性判别分析效应量（linear discriminant analysis effect size, LEfSe）结果显示，Monoglobus和Bacteroides在原驼中富集，而Rikenellaceae_RC9_gut_group在羊驼中富集。功能预测显示，羊驼中潜在致病类群及与金黄色葡萄球菌感染（Staphylococcus aureus infection）相关的京都基因与基因组百科全书（Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes, KEGG）通路预测丰度更高（p < 0.05）。上述结果表明，尽管两者共享相同环境，原驼具有更稳定、以广适型类群（generalist-dominated）为主且正向共现比例更高的肠道微生物群；而羊驼则表现为稳定性较低、偏向专适型类群（specialist-oriented）的群落，其负向共现比例更高且预测致病潜能更强。这些结果提示，驯化过程可能促成了两物种肠道微生物生态学差异的形成。
该文发表于《Microorganisms》，聚焦同域、同饲养条件下原驼与羊驼肠道微生物组的差异，旨在尽可能排除日粮与环境干扰，从宿主进化背景尤其是驯化角度解析肠道微生物生态的分化。肠道微生物群在草食动物纤维降解、能量获取、免疫调节和病原抵抗中具有核心作用，而南美骆驼科动物虽然生态和经济价值突出，但原驼与羊驼之间的肠道微生物组比较研究一直较少。既往关于驯化影响肠道微生物的结论并不一致：部分研究认为驯化会减少有益菌并增加机会致病菌，另一些研究则提示家养群体可能具有更高的α多样性。因此，在共同圈养环境中比较原驼与羊驼，有助于分辨宿主系统发育、驯化历史与微生物组结构之间的关系。研究人员由此提出，驯化可能导致两者在肠道微生物多样性、稳定性与功能潜力上发生显著分化。
在技术方法方面，研究纳入中国鄂尔多斯一处野生动物园的24只成年个体，包括16只原驼和8只羊驼，全部健康、共处于相同饲养环境并摄入相同苜蓿干草及颗粒饲料。研究采集直肠粪样，进行16S rRNA基因V3–V4区扩增子测序；以QIIME 2和DADA2进行扩增子序列变体（amplicon sequence variants, ASVs）推断和物种注释；结合α/β多样性、Bray–Curtis差异度、平均变异度（AVD）、生态位宽度与重叠、共现网络、Wilcoxon检验、ANOSIM及LEfSe分析群落结构差异，并使用PICRUSt2和BugBase对KEGG功能通路及微生物表型进行预测。
在结果部分，论文首先在“3.1. Sequencing Information and Microbial Diversity”中说明，24份样本共获得1,081,367条高质量序列，所有样本Good’s coverage均超过99.99%，稀释曲线在每样本36,496条序列前已达平台，提示测序深度充足。Venn分析显示，两组共享14个门、149个属和1043个ASVs，提示存在共同核心微生物群，但原驼拥有更多特异性属与ASVs，表明其肠道群落具有更鲜明的物种特征。α多样性方面，Shannon指数、Sobs指数和Shannoneven指数在两组间均无显著差异，说明在同一圈养条件下，两物种肠道群落的丰富度、多样性和均匀度总体相近。然而β多样性分析显示，基于ASV水平的PCA可将两组明显区分，ANOSIM结果R = 0.543，p < 0.05，证明两组微生物群落组成存在显著差异。进一步的组内Bray–Curtis差异度分析表明，原驼组显著低于羊驼组，提示原驼个体间肠道微生物组成更趋一致，群落波动更小。
在“3.2. Gut Microbiota Stability”中，研究进一步从稳定性和生态学结构层面解析两物种差异。AVD结果显示原驼组低于羊驼组，意味着原驼肠道微生物群落具有更高稳定性。生态位宽度（Bcom）分析显示，原驼的生态位显著更宽，表明其群落中广适型微生物比例更高，代谢可塑性更强，对环境变化的敏感性可能较低。相反，羊驼生态位较窄，提示其群落更偏向专适型结构。生态位重叠指数在羊驼中更高，说明其群落内部对生态资源的共享和潜在竞争更强。共现网络分析进一步支持这一判断：原驼网络包含32个节点和37条边，其中81.1%为正相关边，模块度为0.691；羊驼网络包含43个节点和90条边，仅62.2%为正相关边，负相关边比例增至37.8%，模块度降至0.534。原驼网络更高的正相关比例与更强模块化，反映其群落协同性更高、结构更稳健；羊驼网络则更致密、竞争性更强，潜在扰动敏感性也更高。
在“3.3. Composition and Differential Bacterial Taxonomic Analysis”中，研究显示两组在门水平上均由厚壁菌门（Bacillota）、拟杆菌门（Bacteroidota）和疣微菌门（Verrucomicrobiota）主导，三者合计占比均超过97%，说明南美骆驼科动物肠道微生物组具有较稳定的核心框架。尽管主要优势门相似，但Patescibacteria和Actinomycetota在羊驼中的相对丰度显著低于原驼。属水平上，两组共有多个高丰度核心类群，如UCG-005、Christensenellaceae R-7 group、Rikenellaceae RC9 gut group、Monoglobus、Akkermansia和Bacteroides等，但具体丰度分布不同。原驼中Monoglobus、Bacteroides及若干其他属显著更高；羊驼中Rikenellaceae_RC9_gut_group、norank_f__UCG-010、norank_f__Muribaculaceae等显著更高。LEfSe进一步从系统发育层面确认了这些分化特征：原驼中富集的关键判别类群包括o__Monoglobales、f__Monoglobaceae、g__Monoglobus、g__Bacteroides以及Actinomycetota相关类群；羊驼则以Rikenellaceae、Rikenellaceae_RC9_gut_group、UCG-010、Muribaculaceae和Bacteroidales_RF16_group等为代表。这表明，虽然两种动物共享核心肠道菌群框架，但在决定群落生态位、代谢偏向与潜在宿主适应性的关键谱系上已经发生明显分化。
在“3.4. Microbial Function”中，研究基于PICRUSt2对KEGG 3级通路进行预测，共发现308条通路，其中21条在两组间差异显著。羊驼显著升高的通路包括金黄色葡萄球菌感染（Staphylococcus aureus infection）、D-精氨酸和D-鸟氨酸代谢、芳香化合物降解、己内酰胺降解、萘降解、药物代谢-细胞色素P450（cytochrome P450）及外源物代谢等；而原驼则在黄酮和黄酮醇生物合成、志贺菌病（Shigellosis）、PI3K-Akt信号通路、胰高血糖素信号通路、胰岛素信号通路等方面具有更高预测丰度。BugBase表型预测进一步显示，羊驼组潜在致病微生物的相对丰度更高，而兼性厌氧微生物相对丰度更低。论文据此指出，羊驼肠道微生物群在预测功能层面表现出更高的潜在致病相关特征，而原驼则可能具有与群落稳态和肠道健康更相关的功能倾向。
讨论部分将上述结果整合为一个较为一致的生态学图景。研究人员认为，在严格统一的日粮与环境条件下，两物种α多样性相似而β多样性显著分离，说明宿主特异性因素仍然强烈影响微生物群组装。原驼拥有更多特异ASVs和属、更低的个体间差异、更低AVD、更宽生态位以及更高正向共现与模块度，提示其肠道微生物群是一个更稳定、以广适型类群主导且协同程度更高的系统。相比之下，羊驼群落具有更高生态位重叠、更高负向共现比例和更低模块度，呈现较强竞争性与较低稳定性，同时伴随更高的潜在致病功能预测。研究据此认为，驯化不仅可能影响肠道菌群的分类组成，还可能改变其稳定性、生态位结构和网络互作方式。论文同时强调，本研究为单一动物园横断面研究，样本量有限且两组数量不平衡，功能结论主要来自16S rRNA基础上的推断，因此对致病潜能和功能差异仍需谨慎解读。
研究结论部分可译为：总之，本研究首次对圈养原驼与羊驼的肠道微生物组进行了全面的多维比较。尽管两物种的α多样性相似，但其肠道微生物群落在组成上存在显著差异（β多样性）；其中，原驼表现出更高的群落稳定性（更低的个体间变异和更低的AVD）、更宽的生态位，以及具有更高正相关边比例和更高模块度的共现网络。相较之下，羊驼则表现出更高比例的负相关边，并预测富集潜在致病相关功能。这些发现提示，驯化可能不仅影响南美骆驼科动物肠道微生物群的分类组成，还影响其稳定性、生态位结构和互作网络，从而为骆驼科动物保护与健康管理建立了微生物组基线。
