气候变化下幼年大麻哈鱼肠道菌群动态及其气候脆弱性研究

本研究针对气候变化对洄游鱼类早期发育的影响，通过分析幼年大麻哈鱼（Oncorhynchus keta）孵化后90天内肠道菌群动态，揭示了首次摄食和淡水-海水过渡阶段对微生物群落的关键塑造作用。研究发现，摄食后肠道菌群迅速稳定，而盐度转换导致以Aliivibrio为主的显著群落更替，同时核心菌属（如Bartonella和Enterococcus）跨环境持续存在。该成果为理解宿主-微生物-环境互作机制提供了新视角，对预测气候变暖背景下野生鲑鱼资源脆弱性及指导水产养殖策略具有重要意义。

　　

随着全球气候变化加剧，海洋温度上升和极端天气事件频发对洄游鱼类生存构成严峻挑战。其中，大麻哈鱼等鲑科鱼类在早期发育阶段需经历从淡水到海水的关键生态过渡，这一过程极易受环境压力影响。近年研究表明，肠道微生物群落作为"第二基因组"，在宿主营养吸收、免疫调节和环境适应中发挥核心作用。然而，关于幼年大麻哈鱼肠道菌群在首次摄食和盐度适应过程中的动态变化规律，以及这些变化如何影响其对气候变化的敏感性，科学界仍缺乏系统认知。

东京大学大气海洋研究所（Atmosphere and Ocean Research Institute, The University of Tokyo）的Subrata Kumar Ghosh等研究人员通过为期90天的纵向研究，首次揭示了幼年大麻哈鱼肠道菌群在早期发育关键阶段的演替规律及其气候脆弱性。该研究采用高深度16S rRNA基因扩增子测序技术，对孵化后不同发育阶段（包括胚胎期、卵黄囊吸收期、首次摄食期和海水过渡期）的肠道菌群进行动态监测，同时分析环境水体和饲料微生物的贡献度。研究样本来自日本岩手县大槌孵化场的人工受精卵，在严格控制水温（12-12.3°C）和溶解氧（～7 mg L^-1）的实验条件下培育。

环境变量与鱼类生长
在标准化养殖条件下，幼鱼体长从孵化后3天（DPH）的2.3±0.012 cm增长至90 DPH的7.3±0.14 cm，未出现健康异常。这为后续微生物群落分析提供了稳定的生物学背景。

不同发育阶段微生物组的多样性和分类学特征
通过α多样性分析发现，卵黄囊阶段肠道菌群多样性最高，摄食开始后（35 DPH）迅速稳定，而海水过渡阶段（44 DPH后）多样性显著降低。β多样性分析显示，胚胎期菌群以Rhodoferax（53.6±3.5%）和Flavobacterium（20.9±7.3%）为主；孵化后7 DPH转变为Nesterenkonia（17.7±6.4%）和Vibrio（16.5±8.2%）主导；摄食启动后Acinetobacter（34.9±9.9%）和Bartonella（11.4±1.2%）显著富集。

海水过渡期间的微生物组转变
淡水至海水转移引发菌群剧烈更替：转移后1天（37 DPH）出现Colwellia（7.6±4.6%）的短暂增殖；7天后（44 DPH）其丰度升至33.6±19.1%；而转移后14天（51 DPH）起，Aliivibrio成为绝对优势菌（55 DPH时达55.2±35.3%）。值得注意的是，Rhizobiaceae科的未分类菌属和Bartonella在两种盐度环境下均保持>90%的检出率，提示这些核心菌群可能具有重要的生理功能。

肠道与环境微生物的相关性
ASV共享分析揭示，淡水阶段仅17.49%肠道ASVs与环境水体重叠，海水阶段升至23.59%。饲料菌群对肠道的贡献度在淡水和海水阶段分别为5.35%和8.81%，但宿主特异性选择导致肠道菌群结构与饲料和水体均存在显著差异（PERMANOVA，p<0.001）。

该研究创新性地提出"三重过滤"模型：幼年大麻哈鱼肠道菌群首先通过饮食摄入和环境暴露获得微生物种子库，继而经宿主免疫系统和肠道微环境双重选择，最终形成功能特化的稳态群落。这一发现为理解气候变化下微生物介导的鱼类适应机制提供了新框架：一方面，海水过渡阶段引入的Aliivibrio等条件致病菌可能在升温环境中转为致病态；另一方面，保守的核心菌群（如Bartonella和Enterococcus）可能成为维持宿主健康的关键靶点。研究成果发表于《Current Research in Microbial Sciences》，不仅为野生鲑鱼资源保护提供科学依据，也为开发基于微生物组的水产养殖干预策略指明了方向。