中肠转录组与微生物组的综合分析表明，锰诱导的菌群失调会引发家蚕（Bombyx mori）的代谢紊乱和发育毒性

《Environmental Microbiology》：Integrated Analysis of Midgut Transcriptome and Microbiome Reveals That Manganese-Induced Dysbiosis Drives Metabolic Disruption and Developmental Toxicity in Bombyx mori

锰污染通过破坏家蚕肠道菌群-宿主代谢轴引发生长抑制，多组学分析揭示菌群失调与宿主解毒及营养代谢基因表达异常存在强关联，为重金属生态毒理研究提供新机制

　　

摘要

锰（Mn）污染对环境构成了严重威胁，但其毒性背后的机制尚未得到充分研究。在这里，我们采用了一种整合的多组学方法来阐明饮食中的锰如何干扰家蚕（Bombyx mori）的肠道微生物群轴。高剂量的锰暴露引发了严重的、与剂量相关的生长迟缓，使幼虫体重减少了55.1%。同时，肠道微生物群出现了严重的失衡，表现为细菌多样性下降、群落结构均质化以及有益菌属（如Delftia）数量急剧减少，关键共生菌（如Bifidobacterium）则完全消失。宿主中肠的转录组分析显示有1255个基因表达发生改变，其中解毒和应激相关基因显著上调，而参与营养代谢的基因则受到明显抑制。重要的是，整合分析表明微生物群失衡与宿主代谢基因表达之间存在强烈相关性，这表明锰的毒性是通过破坏肠道微生物群-宿主代谢轴来发挥作用的。我们的发现为重金属生态毒理学提供了关键的机制见解，并强调了有益昆虫-微生物共生关系对环境污染的脆弱性，对金属污染地区的可持续农业具有重要意义。

图形摘要

饮食中的锰暴露会导致家蚕（Bombyx mori）的肠道微生物群严重失衡，进而引发发育毒性。整合多组学分析表明，这种毒性是通过抑制宿主代谢基因表达来实现的，从而将锰诱导的微生物群失衡与全身性生长障碍联系起来。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本研究的原始16S rRNA测序数据（FASTQ）和转录组比对文件（WIG）可在Figshare仓库中公开获取，链接为10.6084/m9.figshare.30326530。支持本研究结果的数据也可在Figshare网站上公开获取，链接为https://figshare.com/，参考编号为30326530。