真菌传染病是野生动物种群数量减少甚至灭绝的主要因素之一,理解真菌病原体的致病机理和宿主的抵抗机制一直是保护生物学家关注的重点。近年来,由嗜冷性锈腐假裸嚢子菌（Pseudogymnoascus destructans,Pd）引起的白鼻综合症（White-nose syndrome）已造成北美数百万只冬眠蝙蝠死亡。蝙蝠在生态系统中发挥着重要作用,如传播种子和花粉,捕食夜行性昆虫等,其种群数量的大规模减小一定程度上影响了生态系统的平衡与稳定。已有研究发现,中国分布的蝙蝠亦感染Pd,但感染强度较低且无明显疾病症状,说明中国分布的蝙蝠对Pd具有较高的抵抗性,但其内在抗性机制仍需进一步探究。考虑到动物皮肤作为抵抗外来病原体的第一道防线,其自身免疫和共生细菌群落可能发挥着重要作用。因此,论文以对Pd高抗性的马铁菊头蝠（Rhinolophus ferrumequinum）为研究对象,整合转录组测序、16S r RNA测序和鸟枪法宏基因组测序技术从蝙蝠翼膜基因表达和细菌群落两方面,揭示蝙蝠抵抗真菌感染的内在机制。研究结果对深入理解宿主如何应对真菌病原体感染至关重要,同时为蝙蝠保护提供一定科学依据。首先,基于蝙蝠体表Pd感染的动态变化,即冬眠过程中Pd流行率和负载量逐渐增加,直至冬眠后期达到最大,论文比较了马铁菊头蝠在冬眠准备期、冬眠期（冬眠前期和后期）和出眠期四个生理阶段下翼膜基因表达水平。真菌检测结果显示,仅在冬眠后期发现马铁菊头蝠感染Pd且真菌负载量较低,而在其它时期均未检测到Pd。基因表达分析结果显示,不同生理阶段的蝙蝠翼膜基因表达模式存在一定差异,并且生理阶段差异越大,差异表达基因数目越多。功能富集分析结果表明,与冬眠准备期相比,冬眠期差异表达下调基因与磷代谢和免疫活动相关,暗示冬眠期间代谢活动和整体免疫受到抑制。然而,比较冬眠期的两个生理阶段,发现冬眠后期相较于前期差异表达上调基因与细胞因子和趋化因子活动过程相关,说明尽管冬眠期宿主整体免疫功能下调,但固有免疫功能在冬眠后期增强以抵抗病原体感染。此外,相较于冬眠期,出眠期差异表达上调基因主要富集到免疫反应、粘附过程和表皮发育等过程,包括C-型凝集素受体信号通路、样受体信号通路和细胞粘附分子通路等,表明蝙蝠出眠后翼膜免疫反应和皮肤完整性提升,有利于清除病原体。此外,针对冬眠后期感染与未感染Pd个体,发现二者间具有相似的基因表达模式,但调节IL-17信号通路的FOSB基因在感染Pd个体中表达量显著增加,表明该通路的激活在高抗性蝙蝠抵抗Pd感染过程中发挥着重要作用。其次,基于马铁菊头蝠冬眠过程中Pd感染的时空变化,论文比较了同一种群不同冬眠阶段（冬眠前期、中期和后期）以及感染量最高的冬眠后期不同种群间的翼膜皮肤细菌群落。结果显示马铁菊头蝠翼膜皮肤细菌群落随采样时间和地点而变化,且受OTUs相对丰度所驱使。偏回归和广义线性混合模型分析结果表明,蝙蝠翼膜皮肤细菌群落多样性和结构受宿主身体质量指数、栖息点温度和地理距离的影响,但真菌负载量并未影响翼膜皮肤菌群变化。同时,蝙蝠翼膜皮肤细菌群落的定植还受到环境贮菌库的影响,但翼膜皮肤中相对含量丰富的OTUs在环境中含量相对较低。然而,非参数多元方差分析的结果显示,无论是不同采样时间还是不同采样地,感染与未感染Pd的蝙蝠翼膜皮肤细菌群落结构均无显著差异。但通过与文献中报道的抗真菌细菌类群相对比,发现蝙蝠翼膜皮肤中抑制真菌生长的菌群相对含量平均占比较高（45%-83%）。指示种分析进一步显示,蝙蝠翼膜皮肤细菌群落中相对含量最丰富的类群具有抗真菌甚至抑制Pd生长的特性,如肠球菌属（Enterococcus）、伯克霍尔德菌属（Burkholderia）、黄杆菌属（Flavobacterium）、红球菌属（Rhodococcus）和假单胞菌属（Pseudomonas）等,这些菌属为宿主提供了保护并发挥着抵抗Pd感染的作用。再次,基于Pd感染的季节性变化,论文比较了冬眠期和活跃期马铁菊头蝠翼膜皮肤细菌群落差异,并使用群落生态中性模型确定中性过程和选择性过程在蝙蝠翼膜皮肤细菌群落组装中的相对作用。研究结果显示,蝙蝠翼膜皮肤细菌群落结构和功能存在明显的季节性变化,且冬眠期多样性显著低于活跃期。但PICRUST2功能预测分析结果表明,冬眠期蝙蝠翼膜皮肤细菌群落功能,包括萜类骨架生物合成、丁酰苷菌素和新霉素生物合成和万古霉素类抗生素生物合成等通路的相对丰度显著高于活跃期,暗示冬眠期蝙蝠翼膜皮肤细菌群落发挥着抵抗病原体的功能,而活跃期主要与应对环境刺激有关。此外,研究还发现,蝙蝠翼膜皮肤细菌群落的组装主要由中性过程驱动,但超过50%的受正选择菌属具有抗真菌特性,暗示蝙蝠翼膜皮肤细菌群落的组装有助于保护宿主抵抗真菌病原体感染。最后,通过对冬眠前期、冬眠后期感染与未感染Pd的马铁菊头蝠翼膜样本开展宏基因组测序,以探究冬眠过程中马铁菊头蝠翼膜皮肤微生物群功能,以及Pd感染对其功能的影响。研究结果发现,蝙蝠翼膜皮肤微生物群参与次级代谢产物的生物合成、萜类和聚酮类代谢、膜运输、细胞通讯和抗菌耐受性,如吩嗪类生物合成、萜类骨架生物合成、双组分系统、ABC转运蛋白和抗菌肽抗性等通路,表明冬眠期蝙蝠翼膜皮肤微生物群涉及细菌通讯、细菌-宿主和细菌-病原体的相互作用等功能。然而,冬眠后期感染与未感染Pd个体间皮肤微生物群功能并无显著差异;当比较冬眠后期与冬眠前期蝙蝠翼膜皮肤微生物群功能时,发现萜类和聚酮类代谢下的萜类骨架生物合成、非核糖体肽生物合成和四环素生物合成在冬眠后期的相对丰度显著高于冬眠前期,这些通路能够产生抑制真菌生长的代谢产物,暗示冬眠过程中翼膜皮肤微生物群对宿主的持续保护。综上,本研究从宿主翼膜基因表达及其细菌群落两方面阐明了马铁菊头蝠对Pd高抗性机制,为揭示蝙蝠抵抗白鼻综合症的作用机理提供了数据支持,为使用益生菌控制病原体传播提供了理论依据,对野生动物保护具有指导意义。