季節的な食事の変化は飼育下の高齢ジャイアントパンダ（Ailuropoda melanoleuca）の腸内マイクロバイオームと抗性遺伝子群に変化をもたらす

ジャイアントパンダ（Ailuropoda melanoleuca）は、タンパク質豊富な竹の新芽から繊維質の多い葉へと季節的に栄養が変化することに応じて腸内マイクロバイオームの構造と機能に大きな変化を引き起こすことが知られている。しかし、これらの食事の変化が特に高齢の個体における腸内抗性遺伝子群（抗生物質及び金属耐性遺伝子）に与える影響は十分に解明されていない。本研究では、ショットガンメタゲノムシーケンスおよび定量的PCR（qPCR）を用いて、竹の新芽または葉で飼育された成体（n=11）および高齢（n=11）ジャイアントパンダの糞便中の微生物組成、機能的ポテンシャル並びに抗生物質耐性遺伝子（ARG）および金属耐性遺伝子（MRG）のプロファイルを調査した。微生物は食事と年齢群間で大きく異なり、食事が分類および機能的多様性の主な要因となった（P < 0.05）。新芽を食べるパンダは属レベルでアルファ多様性が高く、主座標分析で明確にクラスタリングした。一方、葉を食べる群は繊維分解とストレス耐性に関連する分類群が豊富であった（P < 0.05）。細菌の食事応答に関する機能注釈では、KEGG経路解析により炭水化物処理経路、炭水化物輸送および細胞プロセス経路の変化が認められた（P < 0.05）。食事の変化に伴い、竹の部位の組成変化に対応して炭水化物活性酵素（CAZy）ファミリーにも有意な変化が観察された。メタゲノミクスおよびqPCRの結果、aac(3)-Xa、bcrA、tet44、sul2、macBなど複数の抗生物質耐性遺伝子が食事と年齢間で高い相互作用を示し、最も多様な抵抗性遺伝子群は高齢パンダで認められた（P < 0.05）。相関分析により、Enterobacteriaceaeと複数の抗生物質耐性遺伝子の正の共出現パターンが示された。総合して、本研究は季節的な食事変化と個体の老化がジャイアントパンダの腸内マイクロバイオームおよび抗性遺伝子群を共同で再構築し、飼育環境下での微生物適応、耐性遺伝子の伝播および生態系の回復力の食事による調節を示唆することを明らかにした。