最新研究揭開大熊貓消化竹子纖維素和半纖維素之謎

2021-01-12 和訊網

　　2011年10月17日PNAS在線刊登了動物研究所魏輔文研究員領導的研究組最新研究成果：「Evidence of Cellulose Metabolism by the Giant Panda Gut Microbiome」，揭示了大熊貓如何藉助腸道微生物消化竹子中纖維素與半纖維素的機制。

　　大熊貓（Ailuropoda melanoleuca）在分類上屬食肉目，具有食肉動物典型的消化系統。但它卻特化以竹類為食，無疑是典型的素食者。竹子是一種高纖維和低營養的食物，已有的研究表明，大熊貓除消化竹子中90%以上的蛋白質和脂肪等營養物質外，還能利用約8%的纖維素和27%的半纖維素。然而，2010年公布的大熊貓基因組卻未能發現大熊貓具有編碼纖維素和半纖維素等消化酶的基因。大熊貓是如何消化利用竹子中纖維素與半纖維素等營養物質的，一直是未解之謎。

　　魏輔文研究員領導的研究組分析了來自15隻健康大熊貓新鮮糞便的腸道菌群的5000多條16s rRNA基因序列，發現野生大熊貓腸道菌群的主要特點是具有高比例的梭菌綱物種，在梭菌綱物種中有1400多條序列來自梭菌類群I，180多條序列來自梭菌類群XIVa，這兩類群是已知能消化纖維素的細菌類群。課題組進一步採用新一代測序技術，測定了其中3隻野生大熊貓腸道菌群的宏基因組。在三個野生個體中都發現了纖維素酶、β-葡萄糖苷酶、1,4 -β-木糖苷酶木聚糖以及1,4 -β-木聚糖酶的相關編碼基因，而且大部分來自梭菌屬物種。宏基因組的結果進一步證實了大熊貓腸道菌群能消化纖維素與半纖維素，梭菌類物種扮演了重要角色。大熊貓在漫長的進化歷史中，已產生一系列適應進化特徵，如發達的牙齒、頜骨、偽拇指、豐富的腸壁絨毛以及腸道菌群等來適應與克服竹類這一特殊食物。

　　該論文發表後，Nature、BBC、CNN和National Geographic等媒體進行了採訪報導。

　　該研究得到科技部973項目、國家基金委和中國科院方向性項目資助。文章連結：http://www.pnas.org/content/early/2011/10/11/1017956108.abstract

（責任編輯： HN666）

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  • 丟食肉動物的臉,明明是食肉的大熊貓,怎麼成了吃竹子的鐵憨憨?
    首先是竹子沒有營養，而且富含大量難以消化的纖維素，即使是食草動物都不願意以此為食，所以沒有物種能夠與它們爭奪食物。 再者，竹子生長旺盛，每年都能夠萌發大量的竹子，滿足它們對食物的需求。
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