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水生所关于鱼类肠道微生态系统生态学研究取得新进展

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2024-12-02 08:08

　　鱼类肠道是一个与外界具有明显隔离的半开放系统，经由口和肛门与周围环境交流并构建具有特定群落结构的微生态系统。该系统具有类似于被水体隔离岛屿的物理和生态特征，因此关于鱼类肠道“岛屿”微生物群落构建机制的研究不仅能增进对微生态系统的认识，也将为揭示宏观生态系统相关群落生态学原理提供依据。

　　水生所余育和研究员学科组颜庆云博士等对我国3种主要淡水养殖鱼类，即草鱼、鳜鱼和南方大口鲶发育过程(从孵化到成鱼)肠道微生物群落构建和演替进行了宏基因组高通量测序分析。研究发现，同种鱼类在不同发育阶段从环境中(即便是环境微生物组成明显不同)选择不同的微生物种类构建具有显著差异的核心类群和群落。零模型检验(null model test)表明鱼类肠道微生物群落并非由环境微生物随机迁入形成，而是受肠道环境及宿主本身遗传特征等决定性因素的影响。基于最近种间平均进化距离(mean nearest taxon distance, MNTD)的系统发育分析证实鱼类肠道微生物群落构建主要受宿主肠道环境选择(environmental filtering)这一决定性生态过程控制，但该系统发育聚集(phylogenetic clustering)作用随宿主发育而减弱。也正因如此，均匀选择(homogeneous selection)和扩散限制(dispersal limitation)在幼鱼肠道微生物群落演替中的累计贡献率高达74%~94%，而在成鱼中随机漂移(drift)作用较强(66%~68%)。

　　鱼类肠道微生物群落构建过程中的生态学机制及其随宿主发育的变化规律

　　主要生态过程在鱼类肠道微生物群落演替中的贡献

　　该研究主要由余育和研究员学科组、美国IEG周集中教授团队及水生所汪亚平团队合作完成。颜庆云为第一作者，并与余育和、周集中同为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和中科院青年创新促进会的共同资助。相关论文“Environmental filtering decreases with fish development for the assembly of gut microbiota”于4.30日online发表于Environmental Microbiology。

　　文章链接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1462-2920.13365/full

　　此前，余育和团队以斑马鱼为对象，揭示了微生物群落在肠道“岛屿”的构建和演替规律(Bacterial community assembly and turnover within the intestines of developing zebrafish, http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0030603)，并取得一系列成果。