肠道微生物组是宿主的第二套基因组,对宿主的生存和环境适应等具有重要的作用,阐明其与宿主的关系对于理解宿主的适应性机制具有重要的意义。赤狐(Vulpes vulpes)和沙狐(Vulpes corsac)同属于犬科,狐属。赤狐分布于整个欧亚大陆和非洲北部,沙狐分布于中亚及东北亚的大草原和荒漠地区。野外调查工作发现,呼伦贝尔草原上有种群数量稳定的赤狐和沙狐种群分布,它们主要以小型啮齿动物为食,在草原生态系统中具有重要的生态学价值。通过宏观生态学研究发现,赤狐相较于沙狐具有更宽的生态位和更复杂多样的生境。但关于差异的基础尚不清楚,肠道微生物组对其生态位宽度和生境复杂度差异的响应机制也未见报道。因此,我们通过微生物组学技术对呼伦贝尔草原上的赤狐和沙狐肠道微生物组进行了初步探究,以期揭示在不同生态位宽度和生境复杂度下,两种狐狸的肠道菌群组成及其宿主共进化的适应性机制。研究结果如下:(1)在门分类水平上,厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、梭杆菌门和放线菌门为赤狐和沙狐肠道菌群的优势菌门;在属分类水平上,梭杆菌属、拟杆菌属、Blautia、unidentified＿Clostridiale和肽菌属为赤狐和沙狐肠道菌群的优势菌属。(2)LEfSe差异菌群比较分析发现,与碳水化合物分解有关的拟杆菌属和拟杆菌科在赤狐肠道菌群组成中显著富集,毛螺菌科和Blautia在沙狐肠道菌群显著富集(LDA score>4)。赤狐肠道菌群中拟杆菌群的相对丰度要高于沙狐肠道菌群中毛螺菌科、Blautia和Terrisporobacter的相对丰度。这说明赤狐肠道菌群对碳水化合物分解能力可能要强于沙狐。(3)功能分析方面:(1)根据KEGG差异功能分析发现K12373和K21572在赤狐肠道菌群中显著富集。显著富集的功能参与多种糖降解和合成途径,淀粉等大分子物质转运,促进宿主对糖的吸收和利用等。(2)基于CAZy数据库分析发现,在赤狐肠道菌群中注释到的糖苷水解酶(GH,glucoside hydrolase)基因丰度远高于沙狐。糖苷水解酶的主要功能为催化碳水化合物分解,产生易于宿主吸收的单糖和短链脂肪酸等,进而为宿主提供碳源、能源和维持微生物组稳态。以上基因功能层面显示,赤狐的肠道菌群在对多种糖的利用和分解碳水化合物的能力方面可能要高于沙狐。综上,本论文研究结果表明,相较于沙狐,赤狐的肠道菌群显示出了更强的碳水化合物分解,多种糖的利用和能源产生能力。我们推测这些微生物组成和功能的差异,有利于赤狐适应更宽的生态位和更复杂的生境,满足其对更多食物成分的适应和更高的能量需求。通过本研究,初步揭示了不同生态位宽度和生境复杂度下赤狐和沙狐肠道菌群的结构和功能组成特点,为阐明赤狐适应更宽的生态位和更复杂生境的原因,提供了重要的微生物组数据支持。