《Ecology and Evolution》：Seasonal Variation of Gut Bacterial Community in Wild Apodemus agrarius Is Associated With Intrinsic and Extrinsic Environments
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已有报道表明环境因素与动物繁殖状况可显著影响宿主肠道微生物群落结构，但迄今缺乏将环境因素、肠道微生物结构与动物生命过程三者关系整合研究的报告。研究人员收集了2016至2023年采样点月均温、降水与植被指数，以及同期野生黑线姬鼠（Apodemus agrariu
已有报道表明环境因素与动物繁殖状况可显著影响宿主肠道微生物群落结构，但迄今缺乏将环境因素、肠道微生物结构与动物生命过程三者关系整合研究的报告。研究人员收集了2016至2023年采样点月均温、降水与植被指数，以及同期野生黑线姬鼠（Apodemus agrarius）的体型指标与繁殖指标；并于2023年3至12月逐月采集该鼠种群肠道微生物，分析了气候因子、肠道 microbiota 结构特征、体型与繁殖指标间的关系。结果显示，黑线姬鼠种群月繁殖强度与肠道细菌群落 α多样性均呈“M”形季节变化；月均温、总降水与月均归一化差分植被指数（NDVI）与 α多样性、繁殖强度及体型显著相关；探索性结构方程模型（SEM）提示繁殖活动、肠道细菌 α多样性、环境因子与宿主体型间存在性别特异性关联。上述发现表明，啮齿动物环境因子、肠道微生物 α多样性与生活史性状间存在协同季节变异。
研究背景与立项依据：动物生长受基因、营养与外源环境共同驱动，而营养消化吸收入血高度依赖肠道 microbiota，后者被称为宿主“第二基因组”。季节尺度的温度、食物可用性与光周期波动可改变小型哺乳动物（如黑线姬鼠，一年两代、生长与繁殖强度呈显著季节性）的繁殖峰值与能量分配，并可能经由 microbiota 介导的代谢通路反馈至宿主生长与免疫。已有文献多聚焦“环境— microbiota”或“ microbiota—表型”的成对关系，将季节环境、肠道菌群结构、生长与繁殖强度三者整合建模的研究稀缺。为给“环境因子影响动物生长的机制”提供基线，研究人员以贵州余庆县白泥镇玉米田野生黑线姬鼠为对象，开展跨年表型监测与单年菌群测序的耦合分析。
样本队列与关键技术方法：研究人员于2016–2023年每月以 snap trapping 获取黑线姬鼠成体（共1014只，雌373雄641），记录胴体重、雌鼠胚胎数（孕率）、雄鼠睾丸下降率；2023年额外取盲肠内容物96份（雌37雄59）存于?80℃用于菌群分析。环境侧调用 Sentinel-2 遥感（30 m）与 ERA5-land 再分析（约11 km×11 km）提取月均温、总降水与 NDVI。菌群侧采用盲肠内容 0.1 g 提取 DNA，扩增 16S rRNA 基因 V4–V5 区（引物515F/909R），Illumina MiSeq 测序，以 97% 相似度聚 OTU（均一化至11168条/样），计算 Simpson 指数表征 α多样性，Bray–Curtis 距离做 PCoA 与 PERMANOVA，MST 模型量化集合过程，Gephi 构建共现网络，RDA 与探索性 SEM（AIC 选模）关联环境—菌群—表型。需注意：表型为8年序列，菌群仅2023年单年快照，二者时间不完全匹配。
研究结果
3.1 黑线姬鼠繁殖强度与体型的月变化：基于2016–2023年胴体重与繁殖记录，胴重在5月与12月最低（约21.0–21.4 g），8–9月最高（约23.9 g）；雌鼠平均怀孕率呈双峰（4月与8月各约55%，12月降至5.7%）；雄鼠睾丸下降率3–9月维持93.5%±5.8%，12月降至0%。表明生长与繁殖均呈明显季节分化。
3.2 肠道细菌 α多样性月变化：雌雄群落组成无显著差异故合并分析。繁殖期放线菌门（Actinobacteria）与梭杆菌门（Fusobacteria）相对丰度显著升高，下延至 Coriobacteriia、Fusobacteriia 及属级 Adlercreutzia、Cetobacterium（虽绝对丰度极低）。Simpson α多样性呈“升—降—升—降—升”的非单峰波动（3–6月升，7月凹，9月次峰，10月谷，11–12月回升）；β多样性 PERMANOVA 不显著、PCoA 无月份聚类，说明季节信号主要在 α 层面而非群落替换。MST 显示6月与8月集合偏确定性（<0.5），余月偏随机性（>0.5）。
3.3 细菌共现网络月变化：繁殖期（3–5月、7–9月）网络节点与边数通常多于非繁殖期，负正边比与平均路径长度较高、平均聚类系数较低，提示繁殖期微生物互作模式重组。
3.4 环境—繁殖—体型—菌群关系：RDA 显示月均温（MT）、总降水（TP）、NDVI 与 α多样性（AD）、胴体重（CW）、雌孕率（MPR）/雄睾丸下降率（TDR）显著相关，且存性别分化——雌 AD 随 TP 升、随 MT 与 NDVI 降，MPR 随 NDVI 升；雄 AD 随 MT 升、随 TP 降，TDR 随 TP 升、随 NDVI 降。探索性 SEM 选模（雌 Model 8 AIC=89.734，雄 Model 3 AIC=237.444）给出性别相反路径：雌 MPR 负关联 AD，AD 正关联 CW；雄 TDR 正关联 AD，AD 负关联 CW。
讨论浓缩：外部季节环境（MT、NDVI 通过膳食果糖/单宁等间接关联菌群网络复杂度与聚类系数）与内部繁殖状态（激素未测但文献提示雌雄激素经 HPG 轴双向调节菌群）共同伴随 α多样性波动，不能单归因为环境。繁殖期 Adlercreutzia 与 Cetobacterium 低丰度富集的功能意义未在本研究直接验证，仅作结构相关。SEM 性别相反关联反映黑线姬鼠菌群—表型关系具显著两性异形，机制待实验因果验证。
结论翻译：本研究重要局限在于生态表型（2016–2023）与菌群（仅2023）时间错配，菌群应视作长期生态格局中的单年季节切片而非8年际变异解释。结果显示黑线姬鼠环境因子、肠道细菌 α多样性与宿主表型（体型、繁殖强度）存在协同季节变异；季节环境关联菌群 α多样性与繁殖强度，而繁殖强度在探索性 SEM 中亦关联菌群 α多样性。上述关联仅为相关，机制属待验假设，是否构成季节适应需纵向与操控实验确认。
（载于 Ecology and Evolution）
