青藏高原是中国最大、世界海拔最高的高原,总面积约250万平方千米,平均海拔在4000米以上,被称为“世界屋脊”、“第三极”,它拥有全球海拔最高、面积最大且唯一被四季放牧利用的高寒草地。青藏高原独特的高寒生态环境(高海拔、缺氧、寒冷、紫外线强、牧草季节供应严重失衡等),使得生存在此的牦牛种群在协同进化的过程中,产生了一系列的特殊适应机制。这些动物在适应青藏高原的极端环境过程中,逐渐形成了耐低氧、耐高寒、耐粗饲料等复杂性状和适应性。以往针对高原适应遗传机制的研究,大多数都局限在动物自身的遗传物质的变异,很少去关注与动物宿主共进化的第二基因组(即肠道微生物组)的重要贡献,尤其是在能量代谢方面。 本试验以牦牛为研究对象,借助16S rRNA基因高通量测序技术对不同海拔高度牦牛的瘤胃微生物进行分析,同时利用Tax4Fun对细菌的基因功能进行了预测,发现牦牛瘤胃细菌群落结构及功能的改变并不是随着海拔的改变而逐渐递增或递减。另外,首次用动态网络生物标志物的方法分析牦牛瘤胃微生物,发现三个海拔高度中,处于中间高度4200米的西藏当雄的样本在群落结构和功能上与其余两个海拔高度显著不同,并根据DNB在细菌属的水平和功能上分别选出了一群关键因子,为青藏高原极端环境下的牦牛肠道微生物如何应对环境胁迫提供了重要的科学依据。