我校大熊猫研究团队取得系列研究进展

国宝大熊猫，是全球生物多样性保护的旗舰物种，保护生物学与生态学领域重点关注对象。近日，我院大熊猫研究团队在大熊猫化学通讯、气温变化对大熊猫主食竹影响等方面的研究取得系列进展。研究成果分别在《iScience》（IF=6.107）、《Biological Conservation》(IF=5.9)和《Science of the Total Environment》(IF=9.8)期刊发表，引起了学术界的广泛关注。

大熊猫作为濒危物种，其繁殖行为是保护生物学研究的重点。在繁殖季节，大熊猫通过气味标记进行种内交流，这对繁殖成功至关重要。研究团队综合采用非靶向代谢组学和高通量测序技术，对大熊猫繁殖季节气味标记点的气味成分和微生物群落结构进行了深入分析。研究发现，这些标记点含有多种化学成分，包括酮类、酸类、杂环化合物、醇类和醛类。特别地，2-decenal, (E)-,、octanal、decanal、L-a-terpineol、vanillin和nonanal等化合物被认为是气味信号中的关键成分。此外，研究还揭示了气味标记点中占主导地位的细菌种类，主要来自放线菌门、拟杆菌门和变形菌门，这些微生物可能参与了气味标记点的代谢过程。通过与其粪便样本的比较分析，研究进一步证实了粪便与气味标记在功能上的差异，凸显了大熊猫与其它食肉目动物化学通讯的不同之处。本研究的创新之处在于，它不仅详细描绘了大熊猫气味标记的化学成分，还揭示了这些标记背后的微生物群落结构，为理解大熊猫的化学通信机制提供了新的视角。此外，研究结果对于制定更有效的保护策略，促进大熊猫的繁殖具有重要意义。通过深入了解大熊猫的繁殖行为，我们可以更好地保护这一珍稀物种，确保其在自然环境中的生存和繁衍。

这项研究以“Characterizing the metabolome and microbiome at giant panda scent marking sites during the mating season”为题目，在《iScience》期刊上发表，我校生命科学学院研究生侯金为第一作者，张晋东教授为通讯作者，成都大熊猫繁育基地、佛罗里达大学等单位的学者们共同参与了该工作。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.110051

已有研究基于物种分布模型预测气候变化将使大熊猫主食竹在现有分布区中锐减，威胁大熊猫的未来生存。但是这些模型预测存在巨大的不确定性，可能错误地估计气候变化对大熊猫主食竹的影响。针对这一局限，研究团队在大熊猫野外生境下开展气候变暖对大熊猫关键主食竹—冷箭竹影响的实地控制实验研究，通过对比分析不同增温条件下大熊猫主食竹的生存状况，营养价值以及病虫害来定量揭示气候变暖对熊猫主食竹的影响。研究发现气候变暖对冷箭竹的存活率存在非线性影响：增温1.5 ℃不会对冷箭竹的存活率和生物量产生显著影响，但增温达3℃或4.5℃会显著降低冷箭竹的存活率和生物量。另外，增温会降低冷箭竹的粗蛋白、粗脂肪等营养物质含量，但同时也会降低单宁、总酚和粗纤维含量，从而增加冷箭竹的适口性。研究还发现，增温会增加冷箭竹的竹蚜虫感染程度，威胁冷箭竹的生存与健康。研究结果为深入理解气候变暖对大熊猫主食竹的影响提供了可靠的实验证据，为大熊猫保护相关部门应对未来气候变化提供了科学支撑。

这项研究以“Field experiment reveals complex warming impacts on giant pandas' bamboo diet”为题，在《Biological Conservation》期刊上发表，中国科学院生态环境研究中心杨洪波研究员为第一作者，我校生命科学学院张晋东教授与史密森尼保护生物研究所Melissa Songer教授为通讯作者，中国大熊猫研究中心和密歇根州立大学等单位的学者们共同参与了该工作。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biocon.2024.110635

针对气温升高是如何通过土壤C、N循环对大熊猫主食竹产生影响机制的科学问题。研究团队采用主动增温的开顶式生长室进行模拟气温升高来研究气候变暖对大熊猫主食竹——冷箭竹和冷箭竹林土壤N循环的影响机制，主要模拟了未来气温升高1.5℃、3℃、4.5℃的温度变化。研究发现，适度气温的升高（模拟增温1.5℃）会显著增加土壤表层(0-10cm)中的硝态氮（NO3-N）含量和土壤β-N-乙酰氨基葡糖苷酶(NAG)酶活性，发现冷箭竹叶中N含量与生物量均与表层土硝态氮（NO3-N）含量呈现显著正相关。这是一个谨慎乐观的结果，即气候变暖从土壤理化性质方面会促进当前分布范围内的大熊猫主食竹生长，未来气候变暖在一定范围内大熊猫可能会获得更多的主食竹食物。本研究有助于我们深入了解未来大熊猫主食竹林的生长和分布变化，为相关部门的大熊猫保护措施提供参考。

这项研究以“Effects of climate warming on soil nitrogen cycles and bamboo growth in core giant panda habitat”为题目，在《Science of the Total Environment》期刊上发表，我校生命科学学院研究生张栋耀第一作者，张晋东教授为通讯作者，中国科学院生态环境研究中心、史密森尼保护生物研究所、佛罗里达大学和四川农业大学等单位的学者们共同参与了该工作。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.173625