具有韧性但不可靠：不同营养条件下拟谷盗肠道微生物组的代际重组

《Microbial Ecology》：Resilient but Unreliable: Cross-Generational Restructuring of the Tribolium castaneum Gut Microbiome Under Contrasting Nutritional Regimes

　　

摘要

微生物群落常常面临环境干扰，但其恢复过程并不总能产生单一且可预测的结果。要理解微生物组的动态变化，就必须区分“恢复力”——即从干扰中恢复的能力——与“可靠性”——即恢复过程的可预测性。在此，我们研究了红粉甲虫的跨代肠道微生物组反应，这种甲虫是全球范围内重要的储藏产品害虫，经常面临环境和饮食的变化。通过四代实验设计（G0–G3），我们观察了肠道微生物群落在从商业养殖环境转为实验室养殖环境后，再经历饮食改变时的反应。转向实验室环境会导致肠道微生物组组成发生最大程度的变化，这一变化在短短一代内就会出现，其影响甚至超过饮食改变带来的影响。在经历这种干扰后，微生物群落在后续世代中逐渐稳定，这体现了较强的生态恢复力。然而，不同处理组之间的恢复轨迹和最终状态存在差异，重复的品系会趋向于多种略有不同的群落结构，而非单一的稳定状态，这说明其可靠性较低。饮食会影响整体群落组成和多样性变化趋势，但这些影响的程度小于世代更替带来的显著变化。综合来看，这些结果表明的肠道微生物组具有恢复力，但并非完全可靠，它在快速重组后会趋向于与环境历史相关的多种略有不同的群落结构，而非单一的稳定状态。这些发现强调了环境背景在塑造宿主相关微生物组中的重要性，同时也表明快速重组微生物组的能力可能有助于害虫在多变环境中的生存成功。