黄河三角洲蛤蜊肠道微生物群落的季节与潮汐时空动态及功能响应

《BMC Microbiology》：Spatiotemporal dynamics of the gut microbiota in a temperate intertidal bivalve (Mactra veneriformis): seasonal and tidal zone shifts drive compositional and functional restructuring

　　

摘要

据推测，宿主相关的肠道微生物群有助于生物体适应环境的变化；然而，季节性变化与较小尺度的栖息地变化是如何共同影响潮间带双壳类动物的微生物组的，目前仍知之甚少。在本研究中，我们利用16S rRNA基因扩增子测序技术，调查了在黄河三角洲北部四个季节和两个潮汐带（中潮带与低潮带）中具有商业价值的蛤蜊〈i>Mactra veneriformis〉肠道细菌群落的时空动态。尽管肠道微生物的α多样性在不同季节和潮汐带之间没有一致的方向性变化，但我们观察到其群落组成（β多样性）和共现网络结构发生了显著变化。季节性变化是主要驱动因素，秋季样本形成了一个独特的群落组合，这一特征不受潮汐带的影响。冬季的肠道细菌群落具有最高的 Network 复杂性（更多的节点、边以及更高的平均聚类系数），这表明在寒冷压力下微生物间的相互作用较为剧烈。功能分析显示，特定季节的代谢途径有所富集：秋季和冬季能量代谢和糖链代谢途径较为活跃，而春季和夏季则以脂质和碳水化合物代谢途径为主。此外，Procrustes 分析表明，两个潮汐带中胃内容物（饮食）的组成与肠道微生物群结构之间存在显著的一致性。我们的研究发现表明，季节性环境变化和潮汐位置的变化重新塑造了〈i>M. veneriformis〉的肠道细菌群落及其功能潜力。这项研究为快速变化的温带潮间带生态系统中的双壳类动物肠道微生物组的生态进化动态提供了关键的基线见解。