南海西沙群岛绿海龟巢穴微生物多样性特征及差异分析揭示巢穴质量对繁殖成功的关键影响

这篇研究采用高通量Illumina测序技术，首次系统比较了西沙群岛绿海龟（Chelonia mydas）孵化前后巢沙及不同组织（孵化卵壳/未孵化卵内容物/死亡幼体胃肠道）的细菌群落特征。结果显示孵化后巢沙中Flavobacterium、Brevundimonas等条件致病菌显著增加（P<0.001），未孵化卵内容物富含Pseudomonas（19.21%）等病原体，揭示了微生物群落失衡可能通过破坏巢穴微生态平衡威胁海龟胚胎发育。研究为评估巢穴质量提供了关键微生物指标。

　　

微生物多样性特征分析

研究通过高通量Illumina NovaSeq平台对西沙群岛北岛12个绿海龟巢穴的48份样本进行16S rRNA基因V3-V4区测序，获得3,418,017条有效序列。α多样性分析显示：孵化前巢沙的Shannon指数和Chao指数显著高于孵化后（P<0.001），表明孵化过程显著降低了巢沙微生物丰富度。PCoA分析（Bray-Curtis算法）证实两组样本菌群结构存在显著分离（R=0.941）。

在门水平上，孵化前巢沙以放线菌门（Actinobacteriota，32.20%）和变形菌门（Proteobacteria，26.57%）为主，而孵化后变形菌门（45.40%）和拟杆菌门（Bacteroidota，40.25%）占比激增。LEfSe分析（LDA>4）鉴定出64个差异分类单元，其中孵化前巢沙显著富集链霉菌属（Streptomyces，3.13%）和芽孢杆菌属（Bacillus，2.54%），这两种菌可产生抗菌物质抑制病原真菌如镰刀菌（Fusarium）的生长。

病原微生物动态变化

孵化后巢沙中黄杆菌属（Flavobacterium）相对丰度从1.4%飙升至15.15%（P<0.001），短波单胞菌属（Brevundimonas）和不动杆菌属（Acinetobacter）分别达12.37%和9.78%。这些条件致病菌在自然界广泛分布，其中不动杆菌属可引发人类脑膜炎和肺炎，其增殖可能破坏巢穴原有微生态平衡。值得注意的是，链霉菌属在孵化后巢沙中丰度显著下降（3.13%→0.82%），该菌产生的次级代谢产物原本可能对海龟胚胎具有保护作用。

不同组织微生物组差异

比较孵化卵壳（NK）、未孵化卵内容物（NRW）和死亡幼体胃肠道（WCD）发现：NK组的微生物多样性最高（Shannon指数7.32），且以鞘氨醇杆菌属（Sphingobacterium，10.34%）为主；而NRW组中假单胞菌属（Pseudomonas，19.21%）和肠杆菌属（Enterobacter，10.64%）等病原体显著富集，其中假单胞菌是已知的海龟孵化失败相关病原体。WCD组则特异性富集赖氨酸芽孢杆菌属（Lysinibacillus，11.01%），该菌此前未见海龟致病报道。

生态与保护意义

研究首次揭示西沙群岛绿海龟巢穴存在显著的微生物演替规律：孵化过程促使巢沙从富含放线菌的共生型群落向以变形菌-拟杆菌为主的病原型群落转变。未孵化卵内容物中高载量的机会致病菌（如Pseudomonas）可能与胚胎死亡直接相关。建议建立巢穴微生物长期监测机制，重点关注链霉菌属等有益菌的衰减动态及黄杆菌属等病原体的增殖趋势，为全球海龟巢穴保护提供微生物学干预靶点。