摘要
肠道微生物通过免疫、营养和其他生理功能,在很大程度上影响着宿主的健康。对鸟类肠道微生物的研究可以更好地阐述鸟类肠道微生物的多样性以及它们在鸟类生理中的作用。目前对鸟类肠道微生物的研究很少详细地描述雏鸟阶段肠道菌群的构建规律。本研究运用16SrRNA测序方法,分析荒漠雀形目鸟类黑顶麻雀雏鸟发育过程中肠道菌群的演替规律、同一繁殖季不同窝的雏鸟在肠道菌群上的变化以及成鸟与雏鸟之间肠道菌群的差异。主要结果如下: 1. 黑顶麻雀雏鸟肠道优势菌门(相对丰度>1%)依次是厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidota)。雏鸟生长发育过程中,厚壁菌门相对丰度在两窝雏鸟中总体处于下降趋势;变形菌门相对丰度具有增长趋势;蓝细菌门相对丰度在第一窝中总体处于增长趋势,第二窝中处于下降趋势;放线菌门相对丰度在第一窝中总体处于下降趋势,在第二窝中总体处于增长趋势。随雏鸟日龄增加,衡量物种多样性的Chao1指数在第一窝雏鸟中处于明显降低趋势,在第二窝中有缓慢增长趋势;与物种优势度相关的Simpson指数在第一窝中无明显变化,在第二窝中略呈增长趋势。 2. 对黑顶麻雀雏鸟肠道微生物日龄之间的多样性比较发现,第一窝雏鸟肠道菌群丰度、多样性以及微生物组成在9日龄有显著变化;厚壁菌门、放线菌门、浮霉菌门(Planctomycetota)、黏球菌门(Myxococcota)、酸杆菌门(Acidobacteriota)、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)、绿弯菌门(Chloroflexi)、Latescibacterota、甲烷氧化菌(Methylomirabilota)、NB1-j、脱硫菌门(Desulfobacterota)、互养菌门( Synergistota )、肠杆菌门( Entotheonellaeota )、RCP2-54、蛭弧菌门(Bdellovibrionota)15个门的丰度在1-8日龄组和9-14日龄组具有明显的分界,这与成鸟递食雏鸟的食物在该阶段主要从动物性食物转变为植物性食物有关。 3. 野外观测到黑顶麻雀成鸟无吞粪行为。对雏鸟肠道菌群中益生菌的相对丰度分析发现,益生菌相对丰度在不同日龄阶段变化不明显,未发现随日龄升高而明显下降的现象,这与具有吞粪行为的鸟类雏鸟肠道益生菌的研究不同,反向验证了成鸟吞食雏鸟粪便的行为可能与益生菌相关的假说。 4. 第二窝雏鸟肠道微生物分类单元(Operational Taxonomic Unit,OTU)数 量及Chao1多样性指数显著高于第一窝。两窝雏鸟在5个优势菌门(相对丰度gt;1%)的丰度上没有显著差异,其它菌门中有38个菌门的相对丰度存在显著差异。在优势菌属中,分段丝状细菌( Candidatus_Arthromitus )、大肠杆菌志贺属(Escherichia-Shigella)、联合乳球菌属(Ligilactobacillus)的相对丰度存在显著差异,其它菌属中有551个菌属相对丰度存在显著差异。同一繁殖期不同窝之间环境和食物丰富度的变化引起了两窝雏鸟肠道微生物组成的显著差异。 5. 成鸟与不同日龄阶段的雏鸟肠道微生物共有OTUs比例随日龄增长逐渐增加。肠道菌群多样性指数的分析显示,与幼龄雏鸟相比,更接近出飞状态的13日龄、14日龄雏鸟肠道菌群alpha多样性指数大小与成鸟更相似。成鸟和不同日龄阶段雏鸟肠道菌群组成相似度的结果表明,在1、2日龄和7、8日龄阶段雏鸟与成鸟肠道菌群组成具有显著差异,9、10日龄,11、12日龄,13、14日龄三组雏鸟与成鸟肠道菌群组成之间无显著差异。这表明雏鸟随着日龄的增加,肠道菌群的构建会越来越接近成鸟。 本研究阐明了植食性雀形目鸟类雏鸟发育过程中肠道微生物的演替规律,进一步探讨了鸟类吞粪行为与肠道益生菌的关系,揭示了雏鸟肠道菌群构建过程中,食物与环境因素的重要作用。