《Ecology and Evolution》：Intestinal Parasite Community Dynamics in the Critically Endangered Chinese Alligator (Alligator sinensis): Multifactorial Insights From 18S rRNA Amplicon Sequencing
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脊椎动物肠道寄生虫群落受生物、环境及人为因素的共同塑造，但极危物种扬子鳄（Alligator sinensis）的相关动态仍缺乏系统表征。研究人员对采自两个地理区域、涵盖4种饲喂模式、3个发育阶段及3个月份的149份扬子鳄粪便样本开展高通量18S rRNA扩增
脊椎动物肠道寄生虫群落受生物、环境及人为因素的共同塑造，但极危物种扬子鳄（Alligator sinensis）的相关动态仍缺乏系统表征。研究人员对采自两个地理区域、涵盖4种饲喂模式、3个发育阶段及3个月份的149份扬子鳄粪便样本开展高通量18S rRNA扩增子测序，共鉴定出1524个真核寄生虫操作分类单元（OTU）与6606个线虫OTU。结果显示，寄生虫组成存在显著地理差异，芜湖种群的丰富度高于宣城种群；置换多元方差分析（PERMANOVA）进一步证实，真核与线虫群落的群落结构均在种群水平存在显著差异。饲喂模式对寄生虫多样性与群落组成影响显著，其中线虫群落的响应尤为突出：标准化投喂鲶鱼-鲤鱼组的丰度与多样性最低，而摄食多样猎物的组最高。真核寄生虫丰富度随宿主年龄增长显著下降，线虫多样性在8月出现明显低谷。在更精细的分类分辨率下，多个寄生虫门与属对不同因素表现出动态的、因子特异性的响应，凸显了强烈的生态过滤效应。线性判别分析效应量（LEfSe）分析识别出与不同因素显著关联的特异性寄生虫类群。该研究首次揭示了扬子鳄寄生虫群落的结构特征，阐明其受生态与管理因素的协同塑造，为后续研究提供了关键的基线数据。
研究背景与意义
扬子鳄（Alligator sinensis）是中国特有的古老极危鳄类，野生个体不足100只，仅分布于安徽局部区域，尽管自1979年起实施了迁地保护与人工繁育，野外种群仍面临极高的灭绝风险。肠道寄生虫作为宿主生态系统的重要组成部分，可直接影响爬行动物的生长、繁殖与存活，甚至存在人兽共患传播风险，因此解析其群落动态对濒危物种保护具有重要科学价值。然而，现有扬子鳄寄生虫研究多局限于形态学鉴定，分辨率低、覆盖类群有限，基于分子手段的系统研究尚属空白。本研究首次将高通量18S rRNA扩增子测序技术应用于扬子鳄肠道寄生虫群落研究，旨在揭示地理、饲喂、发育与季节因素对其结构与多样性的塑造机制，为制定精准的寄生虫防控策略与长期保护规划提供科学依据。该研究成果发表于《Ecology and Evolution》。
关键技术方法
研究于2024年7—9月在安徽芜湖与宣城两地的扬子鳄养殖群体开展采样，共收集149份新鲜粪便样本，按地理区域、饲喂模式（自由散养FR、集约化养殖IR、常规养殖CR、芜湖养殖WR）、发育阶段（幼体JA<4年、亚成体SA 4~6年、成体AA>7年）与采样月份进行分层分组。提取粪便总DNA后，分别采用通用真核生物引物（EUK）与线虫特异性引物（NEM）扩增18S rRNA基因，在Illumina平台进行双端测序。测序数据经质量控制、OTU聚类与SILVA数据库注释后，筛选保留寄生虫相关类群，随后利用R语言“vegan”“ARTool”等包开展α多样性、置换多元方差分析（PERMANOVA）与非参数检验，并通过线性判别分析效应量（LEfSe）识别不同分组的特征寄生虫类群。
研究结果
3.1 研究概述
经质控后，NEM引物获得16537639条高质量序列，注释为6606个线虫OTU；EUK引物获得12754576条高质量序列，注释为1524个真核寄生虫OTU，涵盖肉足虫门（Tubulinea）、顶复门（Apicomplexa）、丝足虫门（Cercozoa）、纤毛门（Ciliophora）、扁形动物门（Platyhelminthes）、线虫动物门（Nematoda）等多个寄生类群，证实扬子鳄肠道寄生虫具有高度多样性。
3.2 扬子鳄粪便样本中寄生虫的流行率与多样性
寄生虫在两地种群中均广泛流行。分类组成显示，两地共有23个真核寄生虫纲，而唇足纲（Chilopoda）、单殖纲（Monogenea）与倍足纲（Diplopoda）仅在宣城检出；线虫群落中，色矛目（Chromadorida）为芜湖特有，索线虫目（Mermithida）为宣城特有。α多样性分析表明，芜湖种群的真核与线虫寄生虫丰富度（Observed genera、Chao1指数）均显著高于宣城；线虫群落的多样性（Shannon、Simpson指数）也存在显著地理差异，而真核群落无此规律。PERMANOVA分析进一步证实两地真核（R2=0.05，p=0.001）与线虫（R2=0.1，p=0.001）群落结构均存在显著差异。在属水平上，纤毛虫属Hartmannella、Platyophrya等在芜湖显著富集，而卡伦藻属Karenia、剑水蚤属Eucyclops等在宣城显著富集；线虫钩口属Ancylostoma在宣城占比更高，旋毛虫属Trichinella则在芜湖占优。
3.3 饲喂模式、宿主年龄与气候对扬子鳄肠道寄生虫的影响
饲喂模式对两类寄生虫的α与β多样性均有显著影响：常规养殖组（CR，主喂鲶鱼-鲤鱼）的线虫丰富度与多样性最低，芜湖养殖组（WR，食物最多样）最高，自由散养组（FR）次之；真核寄生虫同样在CR组丰富度最低。PERMANOVA显示不同饲喂模式的群落结构差异均达到显著水平。年龄分析显示，成体的真核寄生虫丰富度与多样性显著低于幼体与亚成体，且群落结构存在显著差异，而线虫群落无年龄差异。月份分析显示，8月的线虫丰富度与多样性较7月、9月显著降低，真核寄生虫的群落结构也存在月份差异，但多样性保持稳定。
3.4 多因素对寄生虫群落组成的动态影响
在门水平上，丝足虫门（Cercozoa）在集约化养殖组（IR）与常规养殖组（CR）相对丰度最高；肉足虫门（Tubulinea）在芜湖种群更高，而纤毛门（Ciliophora）反之。属水平显示，卡伦藻属Karenia在自由散养组（FR）最丰富，Hartmannella在常规养殖组（CR）显著升高；钩口属Ancylostoma在CR组达峰值，旋毛虫属Trichinella在WR组占优，拟丽突属Panagrolaimus在CR组几乎消失。季节层面，丝足虫门在8月丰度最低，节肢动物门（Arthropoda）与扁形动物门（Platyhelminthes）在8月最高；发育层面，节肢动物门丰度随宿主成熟上升，丝足虫门与纤毛门则逐渐下降，扁形动物门在亚成体期显著富集。
3.5 特定寄生虫类群与特定因素的强关联
LEfSe分析识别出与地理、饲喂、年龄、月份显著关联的特征类群：芜湖种群特异性富集旋毛虫属Trichinella、长针科Longidoroidea等；宣城种群特异性富集钩口属Ancylostoma。集约化养殖组富集丝足虫目、哈氏虫属Hartmannella等；常规养殖组富集蛔目Ortleppascaris与钩口属。幼体期富集隐球虫科Eimeriidae与额口科Phyllopharyngea；亚成体期富集散毛目Sporadotrichida；成体期富集Ortleppascaris gigantea。7月样本富集散毛目与Capsellina属；9月样本富集扁形动物门与Rhabditidae科。
讨论与结论
本研究系统揭示了人工养殖扬子鳄肠道寄生虫群落的多因子驱动格局：饲喂模式是核心驱动因子，单一化饮食显著降低寄生虫暴露风险，而多样化饮食提升寄生虫丰富度；宿主发育阶段通过免疫成熟与行为适应降低成体的真核寄生虫负荷；气候因素通过温湿度调控寄生虫体外存活与媒介活动，导致8月线虫多样性低谷。由于养殖环境与野生生境高度相似，研究结果可直接外推至野生种群管理。
基于上述发现，研究人员提出了综合防控策略：定期清理岸滩粪便以减少环境再感染；确保饲料来源的单一性与定期驱虫；通过营养补充增强宿主免疫力；实施周期性群体驱虫；加强饲养员卫生培训与环境监测。未来研究需结合宏基因组与免疫学手段，明确寄生虫的生活史与宿主特异性，并系统调查野生种群的寄生虫群落，为这一极危物种的长期存续提供更坚实的科学支撑。
