【摘 要】
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冬眠是一些脊椎动物在应对不利环境过程中长期进化形成的一种适应性生存策略。冬眠期间,脊椎动物将经历长期禁食过程,因此动物在冬眠期的能量来源将发生转变。肠道微生物参与了脊椎动物的多种代谢活动,并在生长发育、营养吸收和免疫调节等方面发挥着重要作用,但其在脊椎动物冬眠期间的功能仍然不明确。目前关于冬眠动物肠道微生物的研究主要集中于哺乳动物,两栖动物获得的关注较少。此外,冬眠对两栖动物肠道代谢组的影响还存在
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冬眠是一些脊椎动物在应对不利环境过程中长期进化形成的一种适应性生存策略。冬眠期间,脊椎动物将经历长期禁食过程,因此动物在冬眠期的能量来源将发生转变。肠道微生物参与了脊椎动物的多种代谢活动,并在生长发育、营养吸收和免疫调节等方面发挥着重要作用,但其在脊椎动物冬眠期间的功能仍然不明确。目前关于冬眠动物肠道微生物的研究主要集中于哺乳动物,两栖动物获得的关注较少。此外,冬眠对两栖动物肠道代谢组的影响还存在极大的研究空缺。本研究以花背蟾蜍（Strauchbufo raddei）作为研究对象,通过构建人工冬眠环境来模拟花背蟾蜍的冬眠状态,通过组织学和消化酶活力检测探究了冬眠对肠道微生物生存环境的影响,利用微生物组学和代谢组学探究了花背蟾蜍冬眠前后肠道微生物和代谢物的变化,并通过相关性分析揭示了肠道微生物在花背蟾蜍冬眠期代谢调节中的潜在功能。本论文的主要研究结果如下:（1）与活跃期相比,冬眠期花背蟾蜍的小肠结构发生明显改变,具体表现为十二指肠和回肠的肠绒毛发生萎缩,十二指肠的肠绒毛高度和肠上皮细胞高度显著下降;（2）冬眠期花背蟾蜍的小肠胰蛋白酶和脂肪酶活性显著低于活跃期;（3）冬眠期花背蟾蜍的肠道微生物的多样性显著降低,且肠道微生物结构发生变化,在活跃期厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度最高,而冬眠期变形菌门（Proteobacteria）的相对丰度最高;（4）假单胞菌属（Pseudomonas）、弧菌属（Vibrio）、罗尔斯通氏菌属（Ralstonia）和红球菌属（Rhodococcus）可以作为生物标志物来区分活跃期和冬眠期的肠道微生物;（5）冬眠期花背蟾蜍的肠道微生物对环境压力的抵抗力更强;（6）冬眠期花背蟾蜍的代谢水平被广泛抑制,差异代谢物显著富集在脂肪酸的生物合成途径,冬眠期显著富集的差异代谢物在能量代谢和免疫调节中具有潜在功能;（7）肠道微生物可能参与了花背蟾蜍冬眠过程的代谢调控。综上所述,本研究揭示了花背蟾蜍的肠道微生物及其代谢物对冬眠环境的积极响应和适应性变化,为我们更好地理解两栖动物的适应性进化和发育历程提供了更深入的见解,同时也加深了我们对脊椎动物在极端环境下不同生存策略的理解。
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