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两栖动物肠道中存在复杂的微生物群落,这些肠道菌群受遗传因素、系统发育、食物选择、环境变化以及行为等多种因素的影响,与宿主的生长发育、营养代谢以及疾病和免疫等生理过程息息相关。肠道菌群与宿主的动态关系可能有利于宿主的各项生命活动,也可使宿主肠道菌群失调导致疾病的发生,因此,开展肠道菌群的研究对理解肠道菌群与宿主之间的共生关系有着重要意义。两栖动物生长发育过程经历变态发育,幼体到成体形态结构和生理特征的变化,生活环境从水生到陆栖的转变,这些变化都可能引起肠道菌群组成和结构的变化,因此,研究不同发育时期两栖动物肠道菌群的特征,有助于了解两栖动物肠道菌群在变态发育过程中的适应策略,同时加深对两栖动物水生到陆生适应机制的理解。目前对两栖动物肠道菌群的研究主要集中于蛙类,而对小鲵科肠道菌群的研究甚少,因此需要扩展相关资料。本研究采用16S r RNA高通量测序方法对猫儿山小鲵前肢芽期、后肢芽期和成体三个不同发育阶段以及不同栖息地猫儿山小鲵肠道菌群的特征进行研究,探究猫儿山小鲵肠道菌群如何适应不同发育阶段生理结构和生活环境的变化,主要回答以下问题:(1)猫儿山小鲵不同发育阶段和不同栖息地肠道菌群的结构有什么特征?(2)猫儿山小鲵在发育过程中其肠道菌群如何适应环境的变化?(3)栖息地变化是否对猫儿山小鲵肠道菌群产生影响?研究结果如下:(1)Alpha多样性分析结果表明:(1)猫儿山小鲵前肢芽期与后肢芽期肠道菌群的Alpha多样性存在显著差异(Q<0.05),其中后肢芽期的Sobs指数(108.67±53.71),Ace指数(137.41±52.49)和Chao指数(136.97±58.86)均显著高于前肢芽期(Q<0.05),而Shannon指数(2.13±0.96)和Simpson指数(0.34±0.25)无显著差异(Q>0.05)。(2)在对猫儿山小鲵前肢芽期与成体肠道菌群的比较中发现,Alpha多样性的各项指数均无显著性差异(Q>0.05)。(3)猫儿山小鲵后肢芽期与成体肠道菌群的Alpha多样性指数及丰富度均无显著差异(Q>0.05)。(4)不同栖息地猫儿山小鲵前肢芽期肠道菌群的Alpha多样性存在显著性差异(Q<0.05),其中Sobs指数、Shannon指数和Ace指数的显著差异。(5)不同栖息地猫儿山小鲵后肢芽期肠道菌群的Alpha多样性指数均无显著差异(Q>0.05)。(6)不同栖息地猫儿山小鲵成体肠道菌群的Alpha多样性指数均无显著差异(Q>0.05)。(2)Beta多样性分析结果表明:(1)基于加权和未加权的PCo A分析表明猫儿山小鲵前肢芽期与后肢芽期肠道菌群的结构有显著差异(P<0.05)。(2)猫儿山小鲵前肢芽期与成体肠道菌群的结构存在显著差异(P<0.05)。(3)猫儿山小鲵后肢芽期与成体肠道菌群的结构存在明显差异(P<0.05)。(4)不同栖息地猫儿山小鲵前肢芽期肠道菌群存在显著的结构差异(P<0.05)。(5)不同栖息地基于未加权PCo A分析的猫儿山小鲵后肢芽期肠道菌群的结构存在显著差异(P<0.05)。(6)不同栖息地猫儿山小鲵成体肠道菌群的结构不存在显著差异(P>0.05)。(3)群落组成分析结果表明:(1)在猫儿山小鲵蝌蚪的两个时期,肠道菌群组成极为相似,优势肠道菌群均为厚壁菌门Firmicutes(前肢芽期:54.47%±31.23%;后肢芽期:62.32%±27.92%)和变形菌门Proteobacteria(前肢芽期:29.89%±27.43%;后肢芽期:23.08%±23.25%),两个时期肠道菌群的优势菌科均为消化链球菌科Peptostreptococcaceae(前肢芽期:10.87%±14.04%;后肢芽期:37.1%±35.13%)、梭菌科Clostridiaceae(前肢芽期:21.60%±18.32%;后肢芽期:12.05%±14.75%)和肠杆菌科Enterobacteriaceae(前肢芽期:9.52%±15.77%;后肢芽期:10.88%±17.71%),其中后肢芽期肠道菌群的紫单胞菌科Porphyromonadaceae、脱硫弧菌科Desulfovibrionaceae和微球菌科Micrococcaceae等菌群的相对丰度显著高于前肢芽期(Q<0.05)。(2)猫儿山小鲵前肢芽期优势菌门为厚壁菌门和变形菌门,厚壁菌门和梭杆菌门的相对丰度显著高于成体(Q<0.05);优势菌科为梭菌科、肠杆菌科、消化链球菌科,且梭菌科、消化链球菌科等菌群的相对丰度显著高于成体。成体优势菌门为变形菌门和拟杆菌门Bacteroidetes,且成体的拟杆菌门以及螺旋体门Spirochaetes等菌群的相对丰度显著高于前肢芽期;优势菌科为黄杆菌科Flavobacteriaceae、草酸杆菌科Oxalobacteraceae,且相对丰度显著高于前肢芽期(Q<0.05)。(3)从门水平看猫儿山小鲵后肢芽期与成体的肠道菌群可知,猫儿山小鲵这两个时期的优势菌门均为厚壁菌门、变形菌门和拟杆菌门,其中后肢芽期的厚壁菌门、梭杆菌门等菌群的相对丰度显著高于成体,而成体的变形菌门和拟杆菌门、绿弯菌门Chloroflexi等菌群的相对丰度显著高于后肢芽期(Q<0.05);从科水平上看,成体的优势菌科为黄杆菌科、草酸杆菌科,且相对丰度显著高于后肢芽期,后肢芽期的肠道菌群优势菌科为消化链球菌科和梭菌科,且相对丰度显著高于成体(Q<0.05)。(4)不同栖息地的猫儿山小鲵前肢芽期肠道菌群优势菌门均为厚壁菌门和变形菌门,优势菌科均为梭菌科和消化链球菌科。(5)不同栖息地猫儿山小鲵后肢芽期的肠道菌群优势菌门均为厚壁菌门和变形菌门,优势菌科为消化链球菌科和梭菌科。(6)不同栖息地的猫儿山小鲵成体肠道菌群优势菌门均为变形菌门和拟杆菌门,优势菌科为草酸杆菌科和黄杆菌科。(4)功能预测分析结果表明:(1)猫儿山小鲵后肢芽期的肠道菌群在功能预测上整体高于前肢芽期,在KEGG Pathway代谢通路一级水平上,后肢芽期的遗传信息处理功能的丰度显著高于前肢芽期(q<0.05),在KEGG Pathway代谢通路二级水平上,后肢芽期的环境适应、免疫系统、代谢疾病、神经系统、核苷酸代谢、复制和修复、转录以及翻译功能的丰度显著高于前肢芽期(q<0.05)。(2)猫儿山小鲵前肢芽期与成体肠道菌群功能的丰度在KEGG Pathway代谢通路一级水平上有显著差异,其中前肢芽期的细胞进程和环境信息处理的丰度显著高于成体(p<0.05),而成体的遗传信息处理、人类疾病、代谢功能的丰度显著高于前肢芽期(p<0.05)。(3)猫儿山小鲵后肢芽期与成体肠道菌群的功能有显著差异,在KEGG Pathway代谢通路一级水平上,成体环境信息处理、人类疾病、代谢和生物系统功能的丰度极显著高于成体(q<0.001),而后肢芽期肠道菌群的细胞进程和遗传信息处理功能的丰度极显著高于成体(q<0.001)。综上,猫儿山小鲵前肢芽期和后肢芽期肠道菌群表现出丰富度、组成和结构的差异,前肢芽期与成体、后肢芽期与成体的肠道菌群之间未表现出Alpha多样性的差异,即猫儿山小鲵蝌蚪时期的肠道菌群与成体的肠道菌群具有相似的多样性和丰富度,但肠道菌群均存在结构上的显著分离;在功能预测方面,猫儿山小鲵不同发育阶段出现了功能丰度的差异;本研究还发现不同栖息地猫儿山小鲵肠道菌群存在结构上的差异,这些结果显示猫儿山小鲵肠道菌群结构和功能差异的主要原因与不同发育阶段的生理特征、食物选择有关,栖息地对肠道菌群也有一定影响。