科研進(jìn)展
西北高原所在高原鼠兔腸道菌群季節(jié)性動態(tài)研究中取得新進(jìn)展
腸道菌群與動物的生活史特征密切相關(guān),對提高宿主的廣義適合度具有重要作用。高原鼠兔(Ochotona curzoniae)是青藏高原特有的植食性小哺乳動物,探究其腸道菌群結(jié)構(gòu)和功能的季節(jié)變化并評估外部因素的影響,有助于了解該動物對低溫、低氧極端環(huán)境的適應(yīng)。
中國科學(xué)院西北高原生物研究所小哺乳動物適應(yīng)性進(jìn)化與管理學(xué)科組于2017年1月至2019年4月在青海省海北自治州剛察縣收集春夏秋冬各季節(jié)的高原鼠兔糞便樣品,并記錄采樣地四個季節(jié)的氣溫、降水和植被營養(yǎng)指標(biāo)。采用16S rRNA基因測序和宏基因組測序技術(shù),分析高原鼠兔腸道菌群的季節(jié)差異。研究發(fā)現(xiàn),冬季高原鼠兔腸道菌群alpha多樣性和厚壁菌門的相對豐度最高,但菌群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最簡單;春季,菌群具有最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),且變形菌門相對豐度最高;疣微菌門和螺旋體門的相對豐度分別在夏季和秋季最高。氨基酸代謝通路和輔酶在夏季顯著富集,而碳水化合物結(jié)合模塊和碳水化合物酯酶在春季最豐富。氣溫、降水以及植被中粗蛋白、粗纖維和多糖對高原鼠兔腸道菌群的季節(jié)變化有顯著的影響,食物營養(yǎng)成分對菌群結(jié)構(gòu)變異的貢獻(xiàn)大于氣溫和降水。這些結(jié)果表明腸道菌群的季節(jié)變化可促進(jìn)宿主對食物資源的高效利用。
研究成果以Seasonal variations in the composition and functional profiles of gut microbiota reflect dietary changes in plateau pikas為題在線發(fā)表于Integrative Zoology(1區(qū)top)雜志上。博士研究生范超和助理研究員張良志為論文的共同第一作者,張堰銘研究員為論文通訊作者。
該研究得到了“一帶一路”國家農(nóng)業(yè)鼠害監(jiān)測及防治技術(shù)合作研究(No. 152111KYSB20160089)、中國科學(xué)院青海創(chuàng)新平臺建設(shè)項目(2021-ZJ-Y01)和青海省自然科學(xué)基金(2019-ZJ-7024)資助。學(xué)科組依托中科院高原生物適應(yīng)與進(jìn)化重點實驗室和青海省動物生態(tài)基因組學(xué)重點實驗室。
論文鏈接:http://dx.doi.org/10.1111/1749-4877.12630
圖1 高原鼠兔腸道菌群多樣性的季節(jié)差異
圖2 高原鼠兔腸道菌群組成及季節(jié)性波
圖3 高原鼠兔腸道菌群與環(huán)境因子的相關(guān)性