高温胁迫下中华蟾蜍胚胎生长发育与肠道微生物群响应研究

《Microbial Ecology》：Effects of High Temperature on Embryonic Development and Gut Microbial Colonization of Bufo gargarizans

　　

摘要

持续的全球变暖加剧了极端高温事件，对包括两栖动物在内的许多生物造成了破坏性后果。尽管已知温度对肠道微生物群的结构和功能具有强烈的塑造作用，但很少有研究探讨高温如何以及是否影响两栖动物胚胎的肠道微生物定植。本研究采用16S rRNA测序方法，表征了高温（HT）组和对照组（Con）中华蟾蜍（Bufo gargarizans）胚胎的肠道微生物群多样性和组成。此外，还评估了高温对胚胎生长发育的影响。结果表明，升温显著加速了胚胎发育（对照组完全胚胎发育所需时间为502.04小时，高温组为214.04小时），尤其在器官形成期加速明显，但导致孵化率降低和畸形率升高（P<0.05）。重要的是，高温暴露影响了肠道微生物定植并改变了微生物组成特征，具体表现为：高温组丰富度（Ace指数）和多样性（Shannon指数）降低，希瓦氏菌科（Shewanella）、气单胞菌科（Aeromonas）和拟杆菌科（Bacteroides）的相对丰度升高，而对照组中假单胞菌目（假单胞菌科和Pseudomonas）显著富集（P<0.05）。本研究为评估高温对两栖动物胚胎发育和肠道微生物定植的影响提供了有价值的见解，这些发现可置于更广泛的气候变化背景下，以探索全球变暖对两栖动物的影响。

图形摘要

持续的全球变暖加剧了极端高温事件，对包括两栖动物在内的许多生物造成了破坏性后果。尽管已知温度对肠道微生物群的结构和功能具有强烈的塑造作用，但很少有研究探讨高温如何以及是否影响两栖动物胚胎的肠道微生物定植。本研究采用16S rRNA测序方法，表征了高温（HT）组和对照组（Con）中华蟾蜍（Bufo gargarizans）胚胎的肠道微生物群多样性和组成。此外，还评估了高温对胚胎生长发育的影响。结果表明，升温显著加速了胚胎发育（对照组完全胚胎发育所需时间为502.04小时，高温组为214.04小时），尤其在器官形成期加速明显，但导致孵化率降低和畸形率升高（P<0.05）。重要的是，高温暴露影响了肠道微生物定植并改变了微生物组成特征，具体表现为：高温组丰富度（Ace指数）和多样性（Shannon指数）降低，希瓦氏菌科（Shewanella）、气单胞菌科（Aeromonas）和拟杆菌科（Bacteroides）的相对丰度升高，而对照组中假单胞菌目（假单胞菌科和Pseudomonas）显著富集（P<0.05）。本研究为评估高温对两栖动物胚胎发育和肠道微生物定植的影响提供了有价值的见解，这些发现可置于更广泛的气候变化背景下，以探索全球变暖对两栖动物的影响。

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