比较分析同域分布花斑裸鲤和黄河裸裂尻鱼肠道菌群结构与功能

　　 摘要:

目的 从微生物生态学角度阐明同域分布鱼类肠道微生物的多样性、结构及功能特征，分析二者之间的共性与差异，进而探讨肠道菌群在鱼类食性和生态位分化中的作用。方法 采集黄河上游重叠分布的花斑裸鲤和黄河裸裂尻鱼的前肠、中肠、后肠及其水环境样品，利用16S rRNA基因高通量测序技术和生物信息分析手段比较分析2种鱼类的肠道微生物差异及其潜在功能。结果 α多样性分析表明，水环境微生物多样性>黄河裸裂尻鱼>花斑裸鲤(P<0.05)；在花斑裸鲤中前肠微生物多样性较高；黄河裸裂尻鱼则为前肠>中肠>后肠。基于聚类和CPCoA的β多样性分析表明，同一物种不同肠段来源的微生物比同一肠段来源的微生物更相似，物种差异大于肠段差异(P<0.001)。在菌群组成上，假单胞菌门在三者中的占比均高于50.00%，而芽孢杆菌门在2种鱼类肠道中的占比均超过25.00%，显著高于水环境(3.80%)；梭杆菌门和鲸杆菌属为花斑裸鲤中肠和后肠的特有菌群，肠球菌属和乳球菌属分别为花斑裸鲤和黄河裸裂尻鱼后肠的特有菌群。PICRUSt2功能分析显示，2种鱼类的肠道菌群功能主要富集于“氨基酸代谢”和“碳水化合物代谢”，其中黄河裸裂尻鱼不同肠段间存在多种代谢通路的显著差异，而2种鱼同一肠段主要在“信号分子和相互作用” “心血管疾病”和“萜类化合物和聚酮类化合物的代谢”方面存在显著差异。结论 花斑裸鲤和黄河裸裂尻鱼肠道及其水环境的微生物群落组成和多样性均存在明显差异，且2种鱼类的肠道菌群功能不同，说明物种是导致微生物差异的主要原因，推测这可能与2种鱼类的食性和生态位差异有关。本研究从微生物角度为鱼类食性和生态位分化提供了依据，从而为开发和利用肠道微生物资源以及高原鱼类的保护和资源管理提供了科学依据。