parmi associé hôte noyau microbiote dans les fèces de G. japonensisThere étaient 198 OTU partagés par plus de la moitié de tous les échantillons (n ​​= 54). Ces OTUs partagé des matières fécales microbiote composé hôte associé «noyau microbiote», qui étaient principalement dans le Gammaproteobacteria, bacilles et Clostridia. microbiote de base représentait 86,1% du microbiote dans les fèces et les membres de la classe des Bacilli dominé le microbiote de base en tenant compte de 51,9% du microbiote et 60,3% du microbiote de base. La relation au sein de noyau microbiote, cooccurrence et co relations d'exclusion entre le noyau OTU ont été inférée à partir du réseau d'association (supplémentaire Figure S2). Il y avait 1.135 associations statistiquement significatives entre noyau OTU ( «deux à queue 'P de value0.4 bootstrap) 27. Le réseau composé hautement connecté OTU (5 arêtes par nœud, 62% des noeuds total) qui peuvent former une topologie en cluster. Noyau OTU du même ordre ont tendance à se produire plus fréquemment co (contribuant 74,5% des associations au total) que ceux dans des ordres différents (contribuant 25,5% des associations totales, complémentaire Figure S2). réseaux d'association ont été regroupées au niveau du genre pour identifier les concentrateurs de réseau clés qui modulés le microbiote intestinal. Bacillus, Brochothrix, Acinetobacter, Pseudomonas, Lactococcus, Lactobacillus et Enterococcus ont été définis comme hubs clés (genres très connectés, 5 genres, Fig. 2). Campylobacter, Enterococcus et Lactobacillus étaient mutuellement exclusives avec d'autres plates-formes clés. Parmi les bacilles, Lactobacillus et Enterococcus étaient mutuellement exclusives avec Bacillus et Brochothrix. Les largeurs des lignes représentent les abondances relatives de OTU.

Dans la présente étude, nous délimiter les diversités et les structures de microbiote fécal des sauvages, en captivité et élevés artificiellement grues de la couronne rouge. Le microbiote intestinal de G. japonensis en captivité et les groupes d'élevage artificiels ont été modifiés de façon significative le groupe sauvage, ce qui pourrait augmenter le risque d'infection et causer d'autres l'échec de réintroduction. Se fondant sur les observations actuelles, d'autres études peuvent combiner plusieurs technologies «omiques» pour identifier les effets du changement de régime alimentaire et l'utilisation des antibiotiques sur la santé des grues. l'analyse du microbiote fécal pourrait être un outil utile pour évaluer l'état de santé des armées et d'améliorer les stratégies de conservation et de gestion pour cette espèce menacée, si les références de la microflore intestinale des grues en bonne santé ont été caractérisés.

Succès de la réintroduction d'oiseaux captifs dans la nature peut dépendre du développement d'assemblages microbiens dans le gut26. Séparation des structures des communautés microbiennes dans les fèces entre les adolescents et les adultes grues suggère la transition du microbiote intestinal G. suite du changement de phase de la vie. présentaient des diversités alpha significativement plus de l'adolescent G. que faisaient les adultes. Les changements de structures et de la diversité alpha du microbiote intestinal au cours du développement de l'hôte ont été signalés dans fishes19, mammals47,48 et kakapos31. animaux adolescents ont été principalement influencés par l'exposition aux bactéries dans leur environnement au cours development19 précoce, en particulier pour le développement de l'system49 immunitaire immature. Une façon possible de gérer cette évolution serait de traiter les individus avec probiotiques et / ou transplantations 'microbe' pour maintenir relativement stable gut microbiota50,51.

dans les fèces identifiés par séquençage non de prochaine génération invasive du gène ARNr 16S ampliconThere étaient 23 pathogènes OTU (tableau complémentaire S3) représentant zoonotique entérique opportuniste de quatre classes de bactéries zoonotiques entériques (tableau 3) dans le microbiote des fèces de G. japonensis. Dans cette étude, le fragment V4 de l'ARNr 16S n'a pas été suffisamment longue pour classer Campylobacter spp. et Mycoplasma spp. les espèces. Toutes les espèces au sein de Campylobacter sont des agents pathogènes. Incidences et abondances relatives de Campylobacter spp. et Clostridium piliforme dans les fèces de grues domestiques étaient significativement supérieures à celles des grues sauvages. grues en captivité abritaient la plus grande abondance relative de Clostridium perfringens. La communauté de microbes dans les fèces peut servir, un outil non invasif supplémentaire à l'écran pour le contrôle des maladies, par l'intermédiaire d'ARNr 16S amplicons et le séquençage de prochaine génération. japonensis fournit la preuve que la captivité et la reproduction artificielle a considérablement modifié les structures du microbiote intestinal. Microbiote dans les entrailles de G. japonensis a été dominée par Firmicutes (62,9%) qui est conforme aux résultats d'études antérieures d'une gamme d'espèces aviaires, comme gull28, Canada goose29, procellariform seabirds30 et kakapo31,32, où les membres des Firmicutes phylum microbiote dominé de courage. Firmicutes sont associés à la décomposition des hydrates de carbone complexes, et les acides gras, qui produisent de l'énergie pour le host33,34. abondances relatives de Proteobacteria (29,9%) et Fusobacteria (9,6%) dans G. japonensis étaient supérieurs à ceux de mouette, la bernache du Canada, ou kakapo, tandis que les abondances relatives de Bacteroidetes (1%) et Actinobactéries (0,9%) étaient less16,25, 28,29,30. Gammaproteobacteria étaient présents dans les fèces de tous G. japonensis ainsi que dans les matières fécales de kakapo, la dinde et le pingouin Adélie (Pygoscelis adeliae) 23,32. Semblable à microbiote dans les tripes de Pachyptila turtur et Pelecanoides urinatrix, microbiote dans les tripes de G. japonensis contenait Fusobacteria, potentiellement en raison de leurs régimes alimentaires riches en fat30,35. En général, les deux premiers embranchements le plus abondant dans le microbiote intestinal des omnivores grue couronne rouge était similaire à celle de la mouette omnivores et herbivores bernache du Canada et kakapo. japonensis, qui est conforme aux résultats d'études antérieures sur d'autres animaux, y compris en danger Kakapo, phoques de l'Antarctique et sauvages capturés rodents31,41,42. Plus précisément, domestique G. japonensis pourrait ne pas développer un type sauvage microbiote intestinal pendant l'élevage en captivité. La diversité alpha, les structures de la microflore intestinale des grues captives et abondances relatives des hubs principaux étaient significativement différentes de celles des grues sauvages. Parmi les trois groupes, les grues en captivité exposé la plus grande diversité de leur microbiote intestinal, tandis que les grues sauvages avaient le moins. Cela pourrait être lié à la transmission des bactéries, telles que les interactions sociales constantes avec keepers41 humaine. Animaux sauvages capturés pourraient conserver caractéristiques de leur intestin antérieur microbiote pour periods42,43 prolongées. Toutefois, en fonction de la distance plus courte entre les centroïdes des groupes captifs et élevés artificiellement que les autres (Fig. 3), puisque les deux grues en captivité et élevés artificiellement ont reçu un régime uniforme et Doudoune Canada Goose Ado des soins médicaux dans la réserve, la captivité pourrait avoir des effets plus importants sur le microbiote intestinal que retenu les communautés microbiennes gut précédentes de cranes24,25 captive. En outre, les changements dans le microbiote intestinal des grues domestiques peuvent également être causés par l'exposition aux antibiotiques. grues domestiques sont des poissons nourris qui sont obtenus à partir d'installations d'aquaculture, qui utilisent régulièrement pour contrôler la maladie chez les poissons tenu à forte densité de population au cours aquaculture44 antibiotiques. grues domestiques sont également régulièrement, administrés de manière prophylactique des antibiotiques pour les protéger des maladies souvent rencontrées en captivité. L'exposition aux antibiotiques pourrait causer des changements à long terme dans l'abondance relative des espèces au sein de la communauté microbienne de l'intestin. Ces sortes de changements ont été observés dans le microbiote intestinal des humains traités avec antibiotics45. Parmi les différents genres de manière significative entre les groupes captifs et sauvages, Lactobacillus (classe des Bacilli) était le taxa avec le changement de pli le plus élevé (461 fois plus élevée dans le groupe captif que dans le groupe sauvage, Fig. 5). Lactobacillus étaient représentés dans la communauté de microbiote intestinal qui présentait xylosidase élevée et glucosidase levels23. L'abondance relative plus de Lactobacillus dans les deux groupes en captivité et élevés artificiellement que dans le groupe sauvage pourrait être due à l'alimentation de la formule qui contenait des quantités relativement importantes de sucre.

Outre captivité, reproduction artificielle a également exercé une forte influence sur le microbiote dans les tripes de G. japonensis. Les communautés microbiennes dans les tripes des adultes élevés artificiellement étaient distincts de ceux des adultes en captivité qui avaient éclos dans la nature, mais ont été soulevées dans les mêmes conditions que les adultes élevés artificiellement. grues artificiellement élevés ont perdu chances d'interactions avec leurs parents, par rapport aux autres grues naturellement éclos. Artificiellement grues élevés ont été mis en cage ensemble depuis qu'ils avaient été couvés. Par rapport aux grues sauvages, relativement grande densité d'élevage, formule alimentation et des contacts fréquents avec les gardiens humains de grues élevés artificiellement pourraient accroître le risque d'infection à partir du moment qu'ils étaient nés. L'abondance relative plus de butyrate produisant Fusobacteria dans les grues élevés artificiellement pourrait agir comme un retour pour se défendre contre bacteria30,46 potentiellement pathogène, qui a révélé que les risques d'infection pour les grues dans le milieu ambiant peut être supérieure à l'état sauvage.

des deux captifs et artificiellement élevés G. japonensis est encore limitée par des problèmes logistiques, comme les épidémies de maladies infectieuses et de survie limité d'individus élevés en captivité, puis réintroduits dans le wild3,4,5,6. La reproduction artificielle (reproduction humaine assistée) a été un succès pour environ 10% des espèces aviaires dans l'ensemble, et la reproduction artificielle est généralement difficile pour les espèces très mobiles tels que cranes1 migrateurs. En outre, les infections bactériennes sont des causes fréquentes de la maladie aviaire et contribuent souvent à la mortalité globale. Plus précisément, les grues sont menacées par des maladies infectieuses causées par des bactéries pathogènes telles que Clostridium perfringens7, Clostridium piliforme8, Mycobacterium spp. et Campylobacter9,10,11. Cependant, la plupart des évaluations de la santé des individus sauvages se concentrent principalement sur les modèles de behavior12, psychologique et condition13,14,15 physique. Même si le microbiote intestinal associée à la santé des armées et de la mortalité des eggs11,16, peu de recherches ont été menées pour enquêter sur le microbiote associé hôte de G. japonensis.

MethodsEthics statementAll, les procédures et, des expériences ont été menées conformément aux lignes directrices émises par le comité d'éthique de l'Université de Nanjing. Tous les modèles expérimentaux et des méthodes d'échantillonnage ont été approuvés par l'Administration de la Réserve Naturelle Nationale Yancheng en Chine.

de matières fécales ont été prélevés à la fois domestiques et sauvages G. japonensis à la réserve naturelle nationale de Yancheng (32.61434.476N, 119.857121.096E) le 10 Janvier 2013. Les grues en captivité ont reçu un régime uniforme et des soins médicaux dans la réserve. En outre, sur la base des règlements pour les programmes de sélection pour les oiseaux, les grues individuels avaient le même degré d'interaction avec les mêmes gardiens. Les grues en captivité (17 individus) et les grues élevés artificiellement (28 personnes) ont été maintenus séparés dans différentes enceintes selon l'âge. grues artificiellement élevés étaient la deuxième génération de grues adultes en captivité (première génération). Chaque collé, deux adultes utilisés pour la reproduction artificielle (\u003e 3 ans), a été logé dans une seule enceinte avant et pendant la reproduction. Artificiellement élevés adolescents (3 ans, sexuellement matures) basés sur la morphologie des deux plumes et topknot de adults52. Excréments de sauvages G. japonensis ont été recueillies à partir de 11 personnes dans une zone dans laquelle ils se nourrissaient. Des échantillons de matières fécales ont été placés dans des tubes stériles de 5 mL de stockage et transférés sur de la glace au laboratoire. Un total de 108 échantillons de matières fécales ont été collectées (tableau S2 supplémentaire). Les échantillons ont été séchés sous vide de gel, homogénéisé et stockés à 80 ° C avant l'extraction de l'ADN.

IntroductionAccording à l'Institut Worldwatch, les populations de certaines espèces aviaires sont actuellement en déclin dans le monde, avec 1200 espèces menacées d'extinction dans le prochain siècle1. Parmi ces espèces, le rouge grue couronnée (Grus japonensis) est l'une des grues les plus rares au monde, avec environ 2.750 individus matures à travers East Asie2. Les efforts, y compris la constitution de réserves de biosphère et les programmes de reproduction artificielle, ont été développés pour tenter de maintenir les grues en captivité pour produire des individus pour la réintroduction dans le wild2.

réseau Association

de captivité et de reproduction artificielle sur microbiote dans les matières fécales de la grue couronnée rouge Yuwei Xie1 (japonensis Grus), Pu Xia1, Hui Wang2, Hongxia Yu1, John P. Giesy1, 3, 4, 5, Yimin Zhang6, Miguel A. Mora7 Rapports Xiaowei Zhang1Scientific 6, numéro d'article: 33350 (2016) doi: 10.1038 / srep33350Download CitationMetagenomicsMicrobial ecologyAbstractReintroduction de la grue couronnée rouge menacé a échoué. Bien que le microbiote intestinal est en corrélation avec la santé de l'hôte, il y a peu d'informations sur la microflore intestinale des grues dans les stratégies de conservation différentes. L'étude a examiné les effets de la captivité, la reproduction artificielle et le stade de la vie sur la microflore intestinale des grues à couronne rouge. Les microbiotes intestinale de sauvage, adolescent captif, adultes en captivité, des adolescents élevés artificiellement et grues adultes élevés artificiellement ont été caractérisés par séquençage de prochaine génération de amplicons de gènes ARNr 16S. Les microbiotes de l'intestin ont été dominées par trois embranchements: Firmicutes (62,9%), Proteobacteria (29,9%) et Fusobacteria (9,6%). Bacilles dominé la communauté «de base» composé de 198 unités taxonomiques opérationnelles (UTO). Les deux captivité et la reproduction artificielle ont influencé la structure et la diversité microbiote de l'intestin. Surtout, les grues sauvages avaient des compositions distinctes de la microflore intestinale des grues en captivité et élevés artificiellement. La plus grande diversité alpha a été trouvé dans les grues en captivité, tandis que les grues sauvages avaient le moins. Selon les résultats de l'analyse de la coordination, les influences de la captivité et la reproduction artificielle étaient supérieures à celle de l'étape de la vie. Dans l'ensemble, la captivité et la reproduction artificielle ont influencé le microbiote intestinal, potentiellement en raison de changements dans le régime alimentaire, la vaccination, les antibiotiques et les conditions de vie. Métagénomique peuvent servir d'outil de dépistage complémentaire non invasif pour le contrôle des maladies.

des communautés microbiennes différait entre les stades de la vie dans chaque groupStructures élevés artificiellement ou captifs de communautés microbiennes dans les fèces affiché une séparation significative entre les stades de la vie dans les deux groupes en captivité et élevés artificiellement (Fig. 3). Résultats PERMANOVA (tableau 1) ont été utilisées comme un indicateur des différences réelles et utilisées pour classer les groupes distincts. Compositions des communautés microbiennes pour chaque sous-groupe étaient significativement différents de ceux des trois autres sous-groupes (tableau 2, Artificial stade de vie de reproduction). Les deux BRED artificiellement et adolescents en captivité présentaient significativement plus diversités alpha, que ne les adultes (Fig. 4). Gut microbiote des adultes contenait significativement plus abondances relatives des genres Salegentibacter et Salinimicrobium. Abondances des genres Planococcus, Turicibacter, Cellvibrio et Pseudoalteromonas étaient moins (Fig. 5). Au cours de chaque étape de la vie, la reproduction artificielle influencé la diversité phylogénétique, l'abondance relative des cinq pôles principaux (Bacillus, Acinetobacter, Pseudomonas, Lactococcus et Enterococcus) et les structures du microbiote intestinal.

Exemples descriptionSamples

Doudoune Canada Goose Ado

Les communautés microbiennes

bactéries zoonotiques Opportunistes

Doudoune Canada Goose Ado

entre les matières fécales de artificielle élevés, des groupes captifs et sauvages étaient distinctBoth captivité et reproduction artificielle fortement influencées structures de microbiote fécal à partir de trois groupes de (Fig. 3) G.. Structures de microbiote fécal ont également été comparés entre élevés artificiellement, des groupes captifs et sauvages par l'utilisation de l'analyse multivariée permutationnelle de test de variance avec la distance non pondérée UniFrac (PERMANOVA, tableau 1). des tests par paires ont révélé que les compositions des communautés microbiennes dans les tripes de grues de chaque groupe ont chacun été significativement différent des deux autres groupes (Tableau 2). Des différences significatives ont également été observées dans les deux indice de Shannon et de la diversité phylogénétique entre les groupes (test de Kruskal Wallis, PFig. 4). La plus grande diversité alpha a été trouvé dans le groupe captif, alors que le groupe sauvage avait le moins. Les modèles de genres abondants classifiée (max abondance relative\u003e 1%) variaient entre les groupes (test ANOVA, P valueFig. 5). Vingt-cinq genres avec significativement différentes abondances relatives entre les groupes ont été identifiés. La plupart des genres appartenaient à l'un des 7 classes (Actinobacteria, Flavobacteria, bacilles, Clostridia, Gammaproteobacteria, fusobactéries et epsilonproteobacteria). Les abondances relatives des plaques tournantes (Bacillus, Acinetobacter, Pseudomonas, Lactococcus, Lactobacillus et Enterococcus) ont été fortement influencés par la captivité et la reproduction artificielle, ainsi que le Campylobacter. L'influence de la captivité et la reproduction artificielle était supérieure à celle de l'étape de la vie (la distance entre les centroïdes des adolescents et des adultes grues: 0.189). La signification a été déterminée à des valeurs de P

méthodes

microbiote dans l'intestin joue un rôle important dans nutrition17,18, le développement de organs19,20,21 et la réglementation de physiology22,23 hôte. Les deux captivité et la reproduction artificielle peuvent influencer les communautés microbiennes dans les tripes de la faune due à la vaccination contre les maladies, l'utilisation d'antibiotiques pour lutter contre les maladies et les changements dans les régimes alimentaires et conditions24,25,26 vivant. Cependant, les effets de la captivité et la reproduction artificielle sur le microbiote intestinal de G. japonensis sont largement inconnues.

Doudoune Canada Goose Ado

Effets

résultatsSuivante séquençage de nouvelle génération dataAfter vérifier les qualités de séquence se lit, 2,135,253 séquences nettoyées avec une longueur moyenne de 21213 pb (tableau complémentaire S1) ont été obtenus à partir de 108 échantillons fécaux. Le nombre de séquences dans chaque échantillon varié de 8.030 à 108.290 (médiane = 13091). Un total de 1,164 OTUs représentant 25 phyla bactérienne ont été identifiés dans les fèces de G. japonensis. Diversités et les structures des communautés microbiennes ont été comparés entre les cinq groupes, y compris les adolescents élevés artificiellement (n = 23), élevés artificiellement adultes (n = 30), les adolescents captifs (n = 16), les adultes en captivité (n = 17) et les grues sauvages ( n = 22) (tableau S2 supplémentaire). Deux Chao1 et la diversité phylogénétique étaient en accord avec le nombre observé de OTU (figure complémentaire S1 et tableau S1). Les échantillons sont regroupés en fonction du type d'élevage et tranche d'âge, et organisés par l'abondance relative du phylum plus dominant, Firmicutes.

La présente étude a été réalisée pour examiner les effets de l'élevage en captivité sur le microbiote intestinal des grues couronnées rouges menacées (G. japonensis). Utilisation de la prochaine génération de séquençage de gènes 16S ARNr avec la collecte non invasive des matières fécales, diversité des microbes dans les tripes de grues de trois groupes, sauvages, captifs et artificiellement élevés, ont été étudiés. Les deux Groupes en captivité et élevés artificiellement ont été divisés en deux étapes de la vie: des adolescents et des adultes. Parce que les âges de wilds grue n'a pu être déterminée dans le domaine par l'utilisation d'une approche non invasive, le groupe sauvage a été exclu de la partie de l'étude qui a examiné les effets des étapes de la vie. Les communautés microbiennes dans les tripes ont été évaluées dans cinq groupes de G. japonensis, y compris sauvage, adolescent captif, adultes en captivité, des adolescents élevés artificiellement et des adultes élevés artificiellement. grues artificiellement élevés étaient la deuxième génération d'adultes en captivité (première génération). Questions de recherche spécifiques inclus: 1) d'examiner les structures des communautés microbiennes dans les tripes de G. japonensis; 2) pour évaluer les effets de la captivité, la reproduction artificielle et / ou étape de la vie de l'hôte sur le microbiote intestinal des grues.

Composition

Effets de la captivité et la reproduction artificielle sur microbiote dans les matières fécales du rouge

Réintroduction