编译：秋烨，编辑：小菌菌、江舜尧。
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导读
作为生物多样性重建和濒危物种保护的重要工具，重引入（reintroduction）已经在世界上得到比较广泛的应用。在重引入项目中，放归前训练（prereleaseconditioning）可以通过提高放归动物在环境转换中的适应能力来有效增加其放归后的适合度和存活率。然而，生活史早期的食物驯化通过什么机制影响个体放归后的适应性、适合度和存活率，尚不明确。
研究人员假设，早期的食物驯化可以调整宿主的肠道菌群，宿主的肠道菌群可以影响宿主的摄食偏好，宿主的摄食偏好将影响其对食物供应转换的适应能力，进而影响其放归后的适合度和存活率。
为了检验这个假设，研究人员以长江鲟（Acipenserdabryanus）初孵仔鱼为研究对象，通过两组饵料——天然饵料和配方饵料——对其进行饵料驯化实验，实验包括了7（9）个月的饵料驯化期和2个月的野塘放养，期间测量两组实验鱼的生长状况和肠道微生物。研究结果显示：
（1）随着饵料驯化的展开，天然饵料组和配方饵料组个体的肠道微生物均逐渐达到与饵料相适的状态（生长状况的差异性逐渐消失）；
（2）在放归后，天然饵料组的个体在食物转换过程中付出的代价（需要调整的肠道微生物类型的量）比配方饵料组的更小；
（3）放归后，天然饵料组个体的生长状况和存活率均比配方饵料组要好。研究表明，更好的放归前饵料驯化（更合适的驯化饵料组成和驯化时间）可以通过调节放归前肠道微生物组成而提高长江鲟重引入的效果。
因为食物偏好和肠道微生物之间的关系在动物（从果蝇到人类）中是普遍的，作者用长江鲟为案例所验证的假设也可以被应用到其它动物上。因此，研究人员建议，未来可以研究确定各放归项目所涉及的物种的最适驯化饵料组成和驯化时间，以通过调节其放归前肠道微生物组成，改善其放归后的适合度和存活率。
原名：Adjustingthe prerelease gut microbial community by diet training to improve the postrelease fitness of captive-bred Acipenserdabryanus
译名：通过饵料驯化调节放归前的肠道菌群来改善人工增殖长江鲟放归后的适合度
期刊：Frontiers in Microbiology
IF：4.259
发表时间：2020.04
通信作者：杜浩&危起伟
通信作者单位：中国水产科学研究院长江水产研究所
实验以国家一级保护水生动物业已野外绝迹的长江鲟（Acipenser dabryanus）为研究对象，基于长江鲟增殖放流和种群重建的现实需求探讨相关科学问题和行动方案改进。研究对不同饵料驯养阶段及野塘放归重捕群体的长江鲟进行生长状况指标测量、肠道菌群测定，通过对生长状况指标的前后对比、肠道菌群的前后对比、生长状况指标和肠道菌群的整体对比来分析饵料驯养过程中的肠道菌群变化及其对长江鲟放归后适合度和存活率的影响（具体实验设计如图1）。
图1 实验设计的概念框架图。
初孵仔鱼用天然饵料进行开口，然后随机分为两组，天然饵料组继续用天然饵料进行喂养，配方饵料组转食进行用配方饵料进行喂养，转食过程用了2周时间，在饵料驯化过程中，进行了4次采样。在孵化后7个月的时候，取部分个体进行放归野塘，2个月后捕捞，进行采样，同时对继续人工养殖的群体进行采样。采样内容包括测量体长、体重和肠道微生物取样、高通量测序，其中肠道微生物取样采取多个个体混合样的方式，高通量测序用16SrRNA V3-V4可变区进行测序，然后进行拼接过滤、OTU划分、物种注释、对比分析。NatG:天然饵料组(natural group)；FormG: 配方饵料组(formula group)；mph: 孵化后月数(months post hatching).
1 长江鲟生长状况指标的变化
表1 长江鲟各阶段体长、体重统计
在最开始生长状况没有明显差异，开始进行转食后，配方饵料组个体由于需要进行饵料适应，生长状况差于天然饵料组。到饵料驯化6个月后（即7mph和9mph），各组个体均适应了其饵料供应，先前的生长状况差异消失。在7mph的时候两组中部分个体被放归野塘，野塘中生长2个月后捕捞出来，配方饵料组的个体明显要差于天然饵料组，（另，配方饵料组的存活率53.33%也低于天然饵料组的存活率61.67%）。放归野塘的个体因为要进行饵料适应，所以放归的个体的生长状况也明显差于养殖的个体生长状况。NatG: 天然饵料组(natural group)；FormG: 配方饵料组(formula group)；mph: 孵化后月数(months post hatching).
2肠道菌群种类组成的演替
图2 肠道菌群种类组成的演替（肠道微生物种类组成数量的变化）
比较前后不同生长时期的肠道微生物种类，在驯化过程中，配方饵料组的肠道微生物种类丢失明显比天然饵料组的更多。到饵料驯化后期（7mph）肠道微生物种类数量有明显的回升。在野塘放归后，两组个体的肠道微生物菌群组成也都有明显的恢复。也就是说人工养殖条件下，因为饵料供应的局限性，其肠道微生物种类维持也在较低的水平。G1: 孵化后1个月的数据组; N_OTU: 天然饵料组在OTU水平(natural diet group at the OTU level); F_family: 配方饵料组在科级水平(formula diet group at the family level); mph: 孵化后月数(months post hatching).
图3 肠道菌群种类组成的演替（肠道微生物种类延续的状况）
比较不同生长时期的肠道微生物种类延续，在驯化过程中，第一阶段（G1/G2）配方饵料组的肠道微生物种类延续比例更高，第二阶段（G2/G3）天然饵料组的肠道微生物种类延续比例更高，第三阶段（G3/G7）两组个体的肠道微生物有相对一致的微生物延续比例。但在放归过程中，天然饵料组的肠道微生物延续比例明显要更高一些。也就是说天然饵料组在放归过程中，其要付出的肠道微生物调整的代价更小一些，更适应野外环境一些。G1: 孵化后1个月的数据组; N_OTU: 天然饵料组在OTU水平(natural diet group at the OTU level); F_family: 配方饵料组在科级水平(formula diet group at the family level); mph: 孵化后月数(months post hatching); Coverage: 后一个数据组的肠道菌群组成对前一个数据组的肠道菌群组成的覆盖情况.
图4 肠道菌群种类组成的演替（两组个体的肠道微生物种类差异度演变的状况）
在进行差异化饵料驯化的初期，两组个体的肠道微生物种类差异相对较低（40%~60%），随着驯化的持续，肠道微生物差异逐渐增强（75%~85%），到7mph阶段有修复迹象。放归后，随着饵料供应的同一化，幸存个体的肠道微生物种类差异度迅速缩减。mph: 孵化后月数(months post hatching);Divergence: 两个实验组肠道菌群组成的分异度，即非共有种类占总种类的比例; OTU_diverge: 在OTU水平上的分异度.
图5 肠道菌群种类组成的演替（肠道微生物种类组成对放归后群体肠道微生物种类组成的匹配程度变化）
在饵料驯化初期，各组的肠道微生物组成对放归的匹配程度相对较高，但明显天然饵料组更高一些。随着饵料驯化的开展，各组的肠道微生物组成对放归的匹配程度均明显下降，但明显配方饵料组下降更明显一些，在7mph阶段，这种下降有修复迹象，但明显天然饵料组修复程度更大一些。也就是说，用天然饵料，对将放归的长江鲟仔鱼进行超过7个月的驯化，将明显有益于长江鲟的放归，增强其适应性。考虑到大规格个体放流的存活率明显比小规格个体放流的存活率要好，所以超过7个月的饵料驯化应该是合适的。N_OTU: 天然饵料组在OTU水平(natural diet group at the OTU level);F_family: 配方饵料组在科级水平(formula diet group at the family level); mph: 孵化后月数(months post hatching); Coverage: 放归后重捕群体的肠道菌群组成对放归前各数据组的肠道菌群组成的覆盖情况.
图6 长江鲟饵料驯化过程中和放归后肠道微生物种类组成演变的概念示意图
饵料驯化过程中，两组个体的肠道微生物种类组成都出现部分丢失，但天然饵料组丢失的更少一些，然后在7mph前后都开始有所种类增加。在放归后，肠道微生物种类组成获得新的增加，但都更偏向于天然饵料组的组成类型。N_OTU: 天然饵料组在OTU水平(natural diet group at the OTU level); F_family: 配方饵料组在科级水平(formula diet group at the family level); mph: 孵化后月数(months post hatching).
另外，有研究表明，未进行相关驯化的人工群体成熟个体放归自然环境后的存活率显著比自然环境中野生群体和养殖环境中人工群体的存活率都要低，但放归群体自然环境中出生的子代的存活率和野生群体自然环境中出生的子代的存活率以及人工群体养殖环境中出生的子代的存活率基本一致(Cayuelaet al., 2019)。这表明，肠道微生物的驯化，最好从个体刚孵化/出生就开始进行，对成熟个体进行肠道微生物驯化，其成功率会明显降低。
研究结果验证了研究人员的三个假设：
（1） 早期的食物驯化可以调整宿主的肠道菌群，
（2） 宿主的肠道菌群可以影响宿主的摄食偏好，
（3） 宿主的摄食偏好将影响其对食物供应转换的适应能力，进而影响其放归后的适合度和存活率。
基于结果，研究人员提出两点建议：
（1） 弄清楚各物种（涉及放归的野生动物物种）的最佳饵料驯化方案（饵料组成+驯化时间）；
（2） 放归前对各群体进行肠道微生物的驯化以提高其放归后的适合度和存活率。
肠道微生物影响个体的饮食/摄食偏好，已逐渐得到研究者的关注和认识。肠道微生物影响宿主个体的适合度，也在传统的“水土不服”和“一方水土养一方人”中有所预知。在生物多样性保护和恢复的实践中，虽然已有各类型的野化训练和软放归等一些探索，但将肠道微生物影响宿主个体适合度这个事情弄清楚并利用好，尤其是在水生生物个体中，是影响而后野生动物放归和种群重建行动的一大因素。文中所指出的放归群体的驯化应该在其刚孵化/出生就开始进行，驯化饵料和驯化时间选择影响驯化效果，这个对全世界越来越多的放归和放流行动的规划和管理有建设意义。
