★ 糞便樣品取樣部位對(duì)東北虎食性分析的影響

吳凈雨1，劉東起1，程萬(wàn)年1，程志剛2，宋  濤2，趙  巖2，顧佳音1，姜廣順1，齊進(jìn)哲1*

（1．國(guó)家林業(yè)和草原局貓科動(dòng)物研究中心，東北林業(yè)大學(xué)野生動(dòng)物與自然保護(hù)地學(xué)院，哈爾濱，150040；2．吉林長(zhǎng)白山森工集團(tuán)琿春林業(yè)有限公司，琿春，133300）

論文摘要

糞便是開(kāi)展野生動(dòng)物種群生態(tài)學(xué)、遺傳特征、疾病與健康狀況等研究的重要樣品。由于東北虎（Panthera tigris altaica）種群處于瀕危狀態(tài)，糞便樣品收集困難，為滿(mǎn)足多種研究目的，同一樣品往往被分成不同部分用于不同分析。然而部分取樣以及不同部位間的差異是否會(huì)影響研究結(jié)果并未得到科學(xué)驗(yàn)證。為此，本研究基于野生東北虎糞便樣品，運(yùn)用DNA宏條形碼技術(shù)分析東北虎的食物組成，并比較不同糞便取樣部位間的結(jié)果差異。結(jié)果顯示：東北虎的食物組成包括野豬（Sus scrofa）、梅花鹿（Cervus nippon）、狍（Capreolus pygargus）等大宗食物（相對(duì)序列豐度22.13% ~ 42.66%），以及中級(jí)捕食者、嚙齒類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)在內(nèi)的多種消遣性食物（0.000 3% ~ 0.480 0%）。不同糞便取樣部位間，食物的相對(duì)生物貢獻(xiàn)量無(wú)顯著差異（P > 0.05），但組合取樣方案檢測(cè)出最多物種的數(shù)量為（6.50 ± 1.29），且顯著高于其他取樣方案（P < 0.05）。研究結(jié)果展示了在開(kāi)展基于糞便樣品對(duì)東北虎營(yíng)養(yǎng)、遺傳、疾病等分析時(shí)考慮取樣部位潛在影響的必要性，特別是在無(wú)法使用完整糞便樣品或關(guān)注于稀有食物種類(lèi)鑒定時(shí)，多部位組合取樣是獲得可靠結(jié)果的最優(yōu)方案。

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2023年3—5月，于東北虎豹國(guó)家公園琿春分局區(qū)域采集6份疑似東北虎糞便樣品，經(jīng)分子鑒定，本次調(diào)查收集的6份疑似東北虎糞便樣品均來(lái)源于東北虎。

為探究糞便取樣部位對(duì)東北虎食物組成分析結(jié)果的影響，本研究人為將每個(gè)糞便樣品劃分出兩端、中間、表層、里層等部位，其中兩端根據(jù)糞便樣品的粗細(xì)（一般糞便起始端較粗，劃定為下部，終端較細(xì)，劃定為上部）分成上部和下部。然后選取上里（上部里層）、上外（上部表層）、中里（中部里層）、中外（中部表層）、下里（下部里層）、下外（下部表層）6個(gè)不同部位分別提取樣品進(jìn)行食性分析。同時(shí)，通過(guò)6個(gè)不同部位的不同組合方案，獲得上部、中部、下部、兩端、里層、外層、所有部位組合取樣方案，開(kāi)展食物組成分析。最后，研究根據(jù)食性分析結(jié)果，使用Mann-Whitney U檢驗(yàn)兩兩比較各取樣方案之間檢出的生物量和物種數(shù)量的差異顯著性。

● 糞便樣品及取樣部位示意圖

通過(guò)PCR產(chǎn)物高通量測(cè)序?qū)?份（每個(gè)樣品包含6個(gè)部位的全部結(jié)果）東北虎糞便樣品進(jìn)行處理分析，共鑒定出10種食物類(lèi)別，包括梅花鹿、野豬、狍、豹貓、貉（Nyctereutes procyonoides）、大林姬鼠（Apodemus peninsulae）、小飛鼠（Pteromys volans）、褐頭山雀（Poecile montanus）、褐家鼠（Rattus norvegicus）和花尾榛雞（Tetrastes bonasia）。分析結(jié)果表明，在所有食物類(lèi)別中，野豬是東北虎食譜中的主要成分，其出現(xiàn)頻率（FO）和相對(duì)序列豐度（RRA）分別為100%和42.660 0%。此外，梅花鹿和狍也是東北虎的重要取食對(duì)象，其FO和RRA分別為100%、34.690 0%和100%、22.130 0%。相比之下，褐家鼠和花尾榛雞在東北虎食性中的比例較小，其序列僅在1份樣品中有出現(xiàn)。綜合而言，東北虎主要獵物的相對(duì)生物貢獻(xiàn)量由高到低依次為野豬、梅花鹿、狍、豹貓。

● 基于高通量測(cè)序技術(shù)的東北虎糞便樣品(n = 6)食性分析結(jié)果

差異性分析顯示，獨(dú)立部位取樣和組合取樣方案之間檢出的不同食物的相對(duì)生物貢獻(xiàn)量均不存在顯著差異。組合取樣方案獲得的食物物種數(shù)量普遍高于獨(dú)立部位取樣方案，但只有組合取樣包含所有部位時(shí)，其與獨(dú)立部位取樣的差異存在顯著。

● 東北虎糞便樣品不同取樣方案的相對(duì)生物貢獻(xiàn)量

● 東北虎糞便樣品不同取樣方案檢出的物種數(shù)量及組間差異顯著性

對(duì)各類(lèi)食物發(fā)現(xiàn)部位的比較分析發(fā)現(xiàn)，野豬、狍、梅花鹿作為東北虎的大宗食物，在各個(gè)取樣部位幾乎都能夠探測(cè)到，其他消遣性食物的發(fā)現(xiàn)部位則比較隨機(jī)，可能是導(dǎo)致組間物種數(shù)量差異顯著的原因。

● 東北虎糞便消遣食物發(fā)現(xiàn)部位

本研究中東北虎大宗食物種類(lèi)與往年調(diào)查結(jié)果一致，但消遣食物種類(lèi)存在差異，東北虎增加了對(duì)于嚙齒類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)的捕食，但并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其對(duì)家畜的攝入。同時(shí)，糞便不同取樣部位間，食物的相對(duì)生物貢獻(xiàn)量無(wú)顯著差異；物種數(shù)量大部分存在顯著差異，主要為消遣食物種類(lèi)分布不均。綜上，東北虎食性分析受到糞便不同采樣部位的影響，在無(wú)法利用完整糞便樣品的情況下，多部位混合樣是研究東北虎食物組成的最佳方法。因此，未來(lái)在進(jìn)行東北虎等野生動(dòng)物食物組成、種群遺傳特征和腸道微生物等研究時(shí)，應(yīng)注意不同糞便取樣部位對(duì)分析結(jié)果的影響。

● 基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（32000351，41320304）

● 第一作者簡(jiǎn)介：吳凈雨（1999—)，女，碩士研究生；主要從事野生動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)生態(tài)學(xué)研究。E-mail：1293713994@qq.com

● *通信作者：齊進(jìn)哲，E-mail：qijinzhe@sina.com