大熊猫作为我国特有珍稀濒危物种，其食性进化中“食肉动物消化道却依赖竹纤维生存”的独特现象，长期以来是国际动物生态学与微生物学领域的研究热点与难点。长隆科研团队与佛山大学、华南农业大学、中国大熊猫保护研究中心联合开展研究，2026年4月2日在国际微生物生态学顶级期刊《ISME Journal》（五年影响因子12.5）在线发表，首次系统揭示大熊猫肠道在微氧环境下的纤维素降解新机制，为大熊猫迁地保护、营养调控及种群健康管理提供了重要科学依据，也彰显了长隆在大熊猫科研保育领域的深厚积累与突出贡献。

  作为中国大熊猫保护研究中心广东基地，长隆深耕大熊猫迁地保护与科研工作近30年，不仅成功攻克华南亚热带高温高湿环境下大熊猫繁育的技术难题，繁育出全球唯一存活的大熊猫三胞胎“萌帅酷”，实现大熊猫在华南地区的稳定繁育及子二代种群延续，更构建了涵盖饲养管理、繁育调控、营养优化、肠道健康监测的全链条科研体系，为大熊猫基础研究提供了宝贵的样本资源与实践数据支撑。本次研究中，长隆科研团队全程参与样本采集、饲养行为观察及大熊猫健康数据整理，为研究的顺利推进提供了关键保障。

  针对“大熊猫食肉动物消化道如何高效降解竹纤维”这一核心科学问题，联合研究团队采用培养组学、PacBio HiFi宏基因组测序、微生物单细胞测序等国际前沿技术手段，经过长期系统研究，取得三项突破性发现：一是明确大熊猫肠道存在3种核心肠型，其中大肠杆菌主导型肠型与纤维素降解功能呈现高度正相关；二是在单细胞水平上证实，大肠杆菌在微氧条件下可显著上调纤维素酶相关基因的表达，具备高效降解纤维素的功能；三是通过体外验证确定，4%左右的微氧环境为大肠杆菌发挥纤维素降解作用的最优条件。该研究颠覆了“大肠杆菌仅为肠道共生菌、不参与纤维素降解”的传统认知，首次阐明了大肠杆菌在大熊猫食竹适应中的关键作用，丰富了大熊猫食性进化与肠道微生物互作的理论体系。

  团队结合大规模培养组学/基因组测序和Pacbio HiFi宏基因组测序技术，获取大熊猫肠道微生物高质量参考基因组，构建了大熊猫肠道微生物物种分辨率参考基因组目录Pbac v2，涵盖466个物种水平代表基因组。基于142份样本的群落分析识别出三种主要肠型。其中，Escherichia coli主导型肠型在三羧酸循环、呼吸链功能模块及内切β-1,4-葡聚糖酶标志物丰度上显著富集，提示其在纤维素处理中具有潜在作用（图1）。

图1. 大熊猫肠道微生物肠型的核心菌种、群落结构及功能模块

图2. 微生物单细胞功能聚类揭示大熊猫肠道中的代谢生态位分化

  在单细胞水平解析大熊猫肠道微生物的纤维素处理功能，团队将微生物单细胞RNA测序数据映射至物种分辨率参考库Pbac v2，发现纤维素酶相关转录本主要归属于Escherichia，其中以E. coli和Escherichia ruysiae贡献最为突出（图2）。进一步分析表明，E. coli内部存在明显的转录状态分化，不同亚群分别对应较强或较弱的呼吸代谢特征；而纤维素酶及LPMO样标志物主要富集于呼吸相关得分较高的细胞群体。表明大熊猫肠道中的Escherichia并非处于单一功能状态，而是在不同代谢状态下表现出差异化的纤维素处理潜力。

图3. 源自大熊猫的大肠杆菌分离株中氧气依赖性纤维素分解活性的功能验证

  进一步对来源于大熊猫肠道的E. coli分离株开展了不同氧条件下的体外功能测定。结果表明，在0%氧条件下未检测到明显纤维素降解活性，而在4%及以上氧浓度条件下，菌株的纤维素处理能力和相关基因表达均明显增强。RNA-seq结果也显示，4%氧条件下有氧呼吸相关基因表达升高，而0%氧条件下厌氧呼吸相关基因表达更高（图3）。

  多层证据共同支持：在本研究队列中，E. coli并非传统意义上的专性纤维素降解菌，但其可在微氧条件下以状态依赖的方式参与纤维素处理过程。本研究拓展了对大熊猫肠道微生物功能分工的认识，也提示在特殊宿主消化道环境中，丰度较高的“通才型”细菌可能通过特定生理状态承担以往未被充分认识的功能角色。

  长隆相关科研负责人表示，本次研究成果是长隆集团坚持“科研赋能动物保育”理念的重要体现。未来，长隆将继续依托中国大熊猫保护研究中心广东基地的平台优势，深化与国内外高校、科研机构的合作，聚焦野生动物营养代谢、肠道健康、行为生态等关键研究方向，持续推进科研成果转化，优化大熊猫饲养管理与营养调控方案，为大熊猫种群保护与生物多样性保护事业贡献更多力量。同时，长隆也将通过科普展示、科研开放等形式，让公众了解大熊猫保护背后的科研故事，传递“科技守护国宝”的理念，推动形成全社会共同参与生物多样性保护的良好氛围。

  此次联合研究的成功，不仅填补了大熊猫肠道微氧环境纤维素降解机制的研究空白，也进一步加强了长隆在大熊猫迁地保护与科研领域的行业地位，为我国珍稀野生动物保护科研工作提供了可借鉴的实践模式。