《MicrobiologyOpen》：Gut Microbiome Diversity, Functional Potential, and Ecological Relevance of Hottentotta tamulus
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蝎子是一类古老的蛛形纲动物，具有医学和生态学重要性；它们捕食昆虫及其他节肢动物，同时又是鸟类和爬行动物的猎物。本研究首次报道了原产于巴基斯坦东北部的印度红蝎（Hottentotta tamulus）肠道微生物组的特征。研究人员基于形态学特征和细胞色素c氧化酶亚
蝎子是一类古老的蛛形纲动物，具有医学和生态学重要性；它们捕食昆虫及其他节肢动物，同时又是鸟类和爬行动物的猎物。本研究首次报道了原产于巴基斯坦东北部的印度红蝎（Hottentotta tamulus）肠道微生物组的特征。研究人员基于形态学特征和细胞色素c氧化酶亚基1（Cytochrome c oxidase subunit 1, COI）基因序列对蝎子进行鉴定，并通过全长16S rRNA（V1-V9）纳米孔测序对肠道微生物组进行表征。肠道菌群表现出低至中等的α多样性，Chao1指数为126±90.54，Shannon指数为0.85±0.21。肠道微生物群落以厚壁菌门（Firmicutes，79.48%–90.43%）为主，其次为变形菌门（Proteobacteria，9.46%–20.48%），而放线菌门（Actinobacteriota，0.03%–0.11%）和拟杆菌门（Bacteroidota，0.00%–0.01%）的相对丰度极低。功能谱分析鉴定出23条显著通路，涉及能量代谢、生物分子合成、多种外源化合物的生物降解以及核苷酸代谢，凸显了肠道微生物组在代谢稳态中的作用。肠道微生物群落中芽孢杆菌属（Bacillus）和支原体属（Mycoplasma）的优势可能增强宿主对低资源环境的适应能力。
研究背景与意义：蝎目（Scorpiones）是古老且具有医学和生态重要性的蛛形纲动物，全球已知超过2800种。印度红蝎（Hottentotta tamulus）分布于印度次大陆，兼具公共卫生危害性与生物医学研究价值。肠道微生物组在宿主消化、代谢、免疫及全身稳态中发挥关键作用。尽管蝎子的生态角色、毒液化学和治疗应用已有大量研究，但其肠道菌群组成与功能动态却知之甚少。为此，研究人员首次对采自巴基斯坦Deva Vatala国家公园未探索区域的H. tamulus肠道细菌微生物组进行了全面描述性分析，并结合PICRUSt2预测其功能代谢潜力，同时探索了性别相关的菌群差异。该研究发表于《MicrobiologyOpen》。
主要技术方法：研究人员于蝎子活动高峰期（6–7月）在巴基斯坦Deva Vatala国家公园周边岩石生境采集126只蝎子（85雌、41雄）。对其中6只（3雌3雄）进行肠道菌群分析。采用Pocock形态学检索表和体视显微镜鉴定形态；PCR扩增COI基因并进行Sanger测序、BLAST比对和MEGA11系统发育分析确认物种。肠道总DNA用ZymoBIOMICS试剂盒提取；使用Oxford Nanopore Technologies（ONT）MinION平台和SQK-16S024试剂盒进行全长16S rRNA（V1-V9）扩增子测序。生物信息学分析采用QIIME2流程，VSEARCH以85%相似度聚类为操作分类单元（Operational Taxonomic Unit, OTU），SILVA数据库注释，PICRUSt2预测功能通路。
研究结果：
3.1 形态与分类学特征
对6只蝎子（3雌3雄）的形态学鉴定显示，其具有H. tamulus典型特征：深棕至黑色体色，触肢密被细毛；中体、后体具明显隆线，末节腹面有三角形胸板（Buthidae科特征），左右栉状器齿数均为26。雌雄个体存在明显性二态性：雌性体形较宽厚，总长72.83±1.82 mm，显著大于雄性62.94±2.06 mm；雄性栉齿数（右侧30.33±0.58，左侧31.67±0.58）显著多于雌性（右侧26.00±1.00，左侧26.33±0.58）。
3.2 DNA条形码分析
对蝎子样本的线粒体COI条形码区段PCR扩增获得约650 bp片段；与GenBank中H. tamulus（登录号PP755025）的核苷酸一致性分别为96.95%和96.81%；序列无提前终止密码子；MEGA11最大似然系统发育分析将两条序列与H. tamulus聚为一支，从而确认物种鉴定。
3.3 肠道微生物组分析
长读长扩增子测序共获得355,264条高质量序列（每样本约71,052条），平均长度约1390 bp；以85%相似度阈值聚类获得154个OTU。α多样性指数（Observed、Chao1、Simpson、Shannon）显示肠道细菌丰富度和多样性为中低水平，且个体间存在变异。雌蝎的Observed和Chao1丰富度高于雄蝎，Simpson和Shannon多样性也一致显示雌蝎菌群更多样、分布更均匀，雄蝎多样性较低且优势类群更明显。在门水平，厚壁菌门（Firmicutes）占79.48%–90.43%，变形菌门（Proteobacteria）占9.46%–20.48%，放线菌门（Actinobacteriota）和拟杆菌门（Bacteroidota）相对丰度极低（分别为0.03%–0.11%和0.00%–0.01%）。纲水平上，芽孢杆菌纲（Bacilli）约占73%，γ-变形菌纲约13%，柔膜菌纲（Mollicutes）约7%。属水平上，芽孢杆菌属（Bacillus）、支原体属（Mycoplasma）、泛菌属（Pantoea）和肠杆菌属（Enterobacter）为优势属，合计约占84.1%。Firmicutes相对丰度在雌蝎（89.6%）和雄蝎（83.6%）间未显示显著差异，但支原体属在雌蝎中平均相对丰度（10.5%）高于雄蝎（5.3%）。肠球菌属（Enterococcus）和Romboutsia属在雌蝎肠道中丰度更高。PICRUSt2功能预测鉴定出23条MetaCyc通路，涉及能量代谢、氨基酸和脂质生物合成、核苷酸代谢及多种外源化合物生物降解；雄蝎在能量代谢和生物合成通路中富集，雌蝎在脂质代谢和脂肪酸生物合成通路中丰度更高，提示可能存在性别相关功能差异，但因样本量有限，这些结果仅为假说生成性的。
讨论与结论：讨论部分指出，本研究的形态特征与Hottentotta属已知特征一致；COI序列约3%的遗传差异可能反映了地理隔离和区域性变异。H. tamulus肠道菌群以Firmicutes和Proteobacteria为主，与其它蝎种及蜘蛛、鳞翅目等捕食性节肢动物的肠道菌群具有保守性。Bacillus作为关键内共生菌可能通过抗氧化防御、维持肠道屏障及提供维生素和氨基酸支持宿主；Mycoplasma在蝎目中呈现物种特异性谱系，提示长期的共同进化关系。Enterococcus和Romboutsia在雌蝎中富集，可能与其繁殖能量需求相关的生理或饮食条件有关。PICRUSt2功能预测基于16S rRNA基因谱而非直接基因表达测量，因此应视为指示性结果，需通过宏基因组或转录组学验证。研究结论：本研究首次报道了H. tamulus肠道微生物组的组成与功能潜力；其肠道菌群为高度保守、低多样性的细菌群落，Bacillus和Mycoplasma为主要候选内共生菌，功能预测支持这些菌群通过能量代谢、生物合成和外源物降解等通路参与宿主代谢稳态，并可能增强宿主对低资源环境的适应。
