野生アカゲザルの消化管微生物群集の組成，多様性と機能

Composition, diversity and function of gastrointestinal microbiota in wild red-billed choughs (Pyrrhocorax pyrrhocorax).

• Wen Wang
• Aizhen Wang
• Yongsheng Yang
• Fang Wang
• Yingbao Liu
• Yuhui Zhang
• Kirill Sharshov
• Linsheng Gui

抄録

これまでのところ、アカゲラ科の鳥類に関連する微生物群集については、事実上何も知られていない。このギャップを埋めるために、本研究では、野生のアカゲラ（Pyrrhocorax pyrrhocorax）の腸内細菌叢のベースラインを提供することを目的としている。本研究では、16S rRNA遺伝子のV4-V5領域を標的としたIllumina MiSeqシーケンシングプラットフォームを用いて、3匹の野生アカハラチャウの消化管4部位（口咽頭、砂肝、小腸、大腸）の腸内細菌叢を解析した。その結果、鳥類の腸内生態系で一般的に検出される腸内微生物は、Firmicutes属（59.56％）、Proteobacteria属（16.56％）、Bacteroidetes属（13.86％）、Actinobacteria属（7.03％）に支配されていた。属レベルの組成は、Lactobacillus（18.21％）、Weissella（12.37％）、Erysipelatoclostridium（6.94％）、Bacteroides（6.63％）、Escherichia-Shigella（5.15％）、Leuconostoc（4.60％）、Proteus（3.33％）、Carnobacterium（2.71％）、Lactococcus（1.69％）、Enterococcus（1.63％）に大きく支配されていることがわかった。腸内細菌叢全体では、ATP結合カセット（ABC）輸送体、DNA修復・組換えタンパク質、プリン体代謝、リボソーム、転写因子、ピリミジン代謝、ペプチダーゼ、二成分系に関連する機能が濃縮されていた。消化管の4つの異なる部位について、階層的クラスタリング分析と主座標分析により、口腔咽頭、砂肝、小腸、大腸の微生物群集が4つの分離したクラスタを形成していることが示された。4つの消化管のすべての場所から合計825OTU、382属の微生物が検出され、これらはアカザシの腸内の主要な微生物と考えられた。その結果、乳酸菌と潜在的病原体の腸内環境への共存については、さらなる調査が必要であることがわかった。

Hitherto, virtually nothing is known about the microbial communities related to the bird species in the family Corvidae. To fill this gap, the present study was conducted to provide a baseline description of the gut microbiota of wild red-billed choughs (Pyrrhocorax pyrrhocorax). In this study, microbiota from four gastrointestinal locations (oropharynx, gizzard, small intestine, and large intestine) of three wild red-billed choughs were analyzed using the Illumina MiSeq sequencing platform by targeting the V4-V5 regions of the 16S rRNA genes. The gut microbiota of the red-billed choughs were dominated by the phylum Firmicutes (59.56%), followed by Proteobacteria (16.56%), Bacteroidetes (13.86%), and Actinobacteria (7.03%), which were commonly detected in avian gut ecosystems. Genus-level compositions were found to be largely dominated by Lactobacillus (18.21%), Weissella (12.37%), Erysipelatoclostridium (6.94%), Bacteroides (6.63%), Escherichia-Shigella (5.15%), Leuconostoc (4.60%), Proteus (3.33%), Carnobacterium (2.71%), Lactococcus (1.69%), and Enterococcus (1.63%). The overall intestinal microbiota was enriched with functions related to ATP-binding cassette (ABC) transporters, DNA repair and recombination proteins, purine metabolism, ribosome, transcription factors, pyrimidine metabolism, peptidases, and two-component system. In terms of four different gastrointestinal locations, hierarchical clustering analysis and principal coordinate analysis showed that microbial communities of the oropharynx, gizzard, small intestine, and large intestine formed four separated clusters. A total of 825 OTUs and 382 genera were detected in all four gastrointestinal locations, which were considered as the major microbes in the intestines of red-billed choughs. Coexistence of lactic acid bacteria and potential pathogens in the gut environments of red-billed choughs required further investigations.