摘要
肠道微生物与宿主的营养代谢、能量传递、免疫调节等活动密切相关，同时也受到宿主生活环境和宿主自身因素的影响。在一些极端环境下，如高海拔、低氧等，肠道微生物能够帮助宿主更好的适应环境。目前，关于极端环境动物肠道微生物的研究主要集中在其物种组成方面，难以区分环境和宿主自身分别对肠道微生物结构的影响。青海田鼠(Neodon fuscus)、棕色田鼠(Lasiopodomys mandarinus)和布氏田鼠(L.brandtii)均隶属田鼠亚科，其中青海田鼠生活在低氧、低压、强紫外线的高海拔环境，棕色田鼠生活在低氧、黑暗、高二氧化碳的地下洞道环境，布氏田鼠分布在低海拔地区的地面鼠。这三种田鼠是适应不同野外生活环境的近缘物种，是研究肠道微生物与宿主关系的良好动物模型。 为探索宿主因素对肠道微生物的影响，本论文以青海田鼠、棕色田鼠和布氏田鼠的肠道微生物为研究对象，在室内和野外采集粪便样本，利用16S/ITSrDNA高通量测序获得肠道微生物数据;利用多样性、物种注释、功能预测等方法，比较室内饲养条件下青海田鼠和布氏田鼠肠道菌群差异，以及室内饲养和野外环境中棕色田鼠和布氏田鼠两个田鼠物种之间的肠道菌群差异。旨在通过对不同环境来源近缘物种的肠道菌群进行比较研究，揭示宿主对肠道微生物的影响。 主要研究结果如下: 1.三种田鼠肠道微生物组测序、组装及聚类 室内饲养的青海田鼠、棕色田鼠和布氏田鼠肠道细菌共获得5037848条高质量序列，特有OTU数分别为362、303和291;肠道真菌共获得2451621个高质量序列，特有OTU数分别为62、70和91。野外的棕色田鼠和布氏田鼠肠道细菌共获得2522654条高质量序列，特有OTU数分别为160和367。 2.青海田鼠与布氏田鼠肠道微生物的比较研究 室内饲养条件下，青海田鼠和布氏田鼠肠道细菌和真菌的多样性在性别间无显著差异，而两种田鼠间肠道微生物则存在显著差异。青海田鼠肠道微生物中与木质素消化相关的Proteobacteria和产生SCFA相关的Prevotella的丰度均显著高于布氏田鼠的，保持高海拔动物肠道微生物特性，表明这两类菌群可能主要受宿主的影响。相反，与能量获取有关的Firmicutes/Bacteroidetes的值通常是在高原动物中较高，然而该值在青海田鼠肠道中较低，表明该值可能主要受环境的影响。 3.棕色田鼠与布氏田鼠肠道微生物的比较研究 野外条件下，棕色田鼠和布氏田鼠肠道细菌丰富度和多样性存在显著差异，并且棕色田鼠肠道中的Firmicutes和Spirochaetes门，Ruminococcus、TreponemaDesulfovibrio、Clostrdium和Oscillospira属的丰度低于布氏田鼠的，而Bacteroidetes和Lactobacillus的丰度高于布氏田鼠;室内饲养条件下，棕色田鼠和布氏田鼠肠道仅细菌丰富度存在显著差异，并且棕色田鼠肠道中的Firmicutes和Spirochaetes门，Ruminococcus和Treponema属的丰度仍低于布氏田鼠的，而Desulfovibrio属的丰度高于布氏田鼠的。表明与物质降解有关的Firmicutes、Spirochaetes、Ruminococcus和Treponema主要受宿主的影响;相反，与厌氧代谢或免疫相关的Desulfovibrio、Clostrdium、Oscillospira、Bacteroidetes和Lactobacillus受环境的影响较大。 结论: 本研究发现在三种田鼠中，宿主对消化木质素的Proteobacteria、降解纤维素的Spirochaetes和Ruminococcus、产生SCFA的Prevotella等与高纤维食物代谢、能量供给密切相关的肠道微生物影响较大。在相同环境饲养后田鼠肠道微生物仍然保持野生环境下的某些特征菌群，反映了宿主在调节肠道微生物结构中起着重要的作用。本研究初步揭示了食物消化与能量代谢等相关的肠道微生物受宿主影响较大，可能作为指示动物食性类型的主要菌种。
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