地下鼠（subterranean rodents）是几乎一生都营地下穴居生活的植食性小型哺乳动物,复杂的洞道系统为其提供了一个躲避天敌捕食和极端气候条件的庇护所,但同时也带来了诸如黑暗、低氧和高二氧化碳的环境压力。近年来对地下鼠低氧适应机制的研究开始大量呈现,但研究的物种和领域还十分受限。能量需求与能量供应的匹配是地下鼠耐受低氧的关键,肠道菌群对宿主能量代谢具有一定的调节作用,然而,目前尚未有对低氧下地下鼠肠道菌群的研究报道,肠道菌群在地下鼠低氧适应中的作用仍然未知。甘肃鼢鼠（Eospalax cansus）是我国黄土高原特有的地下啮齿类动物,具有很强的适应低氧环境的能力,是研究低氧耐受的理想模式动物。因此,探究低氧下甘肃鼢鼠肠道菌群的组成和群落结构,以及肠道菌群与能量代谢的内在关联,进而揭示肠道菌群对甘肃鼢鼠代谢适应的作用,弥补地下鼠在低氧环境中肠道菌群研究的空白,充实和丰富地下鼠低氧适应机制的研究,并为人类低氧损伤的治疗提供新思路。本研究以甘肃鼢鼠为研究对象,设置常氧对照组（Norm:21%O2）以及四个不同的低氧处理组,分别是重度低氧6 h组（SH6h:6.5%O2-6h）、重度低氧44 h组（SH44h:6.5%O2-44h）、中度低氧44 h组（MH44h:10.5%O2-44h）和中度低氧4 w组（MH4w:10.5%O2-4w）,通过16S rRNA测序研究常氧组和四个低氧组下甘肃鼢鼠肠道菌群的组成,分析不同低氧处理对甘肃鼢鼠肠道菌群的影响;通过宏基因组测序和宏基因组Binnig研究常氧组和MH4w低氧组下甘肃鼢鼠肠道菌群的组成和功能,分析MH4w低氧处理对糖代谢基因集下肠道菌群的影响;通过糖代谢组学研究常氧组和MH4w低氧组甘肃鼢鼠肝脏的糖代谢产物,分析MH4w低氧处理对肝脏糖代谢产物的影响;通过宏基因组学和代谢组学的联合分析,发现调控甘肃鼢鼠糖代谢的微生物物种;对比常氧组和四个低氧组糖代谢途径中的转运体和关键酶的转录、翻译相对水平和酶活性,分析不同低氧条件下甘肃鼢鼠肝脏和脑的糖代谢模式,揭示甘肃鼢鼠低氧适应的分子调节机制。主要结果如下:1.对常氧组和四个低氧处理组粪便16S rRNA基因的V3-V4可变区进行测序分析,结果表明,与常氧组相比,SH44h和MH4w两个低氧处理组显著降低了肠道微生物的丰富度,显著上调了优势菌门中厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidota）的比例（F-B比例）。此外还发现,与常氧组相比,四个低氧组均上调了Ileibacterium菌属的相对丰度。常氧组和三个短期（6 or 44 hours）低氧处理组的肠道菌群中几乎没有Akkermansia菌属,但在MH4w长期低氧组中却出现5%左右的丰度,这种有益菌的上调有利于维护甘肃鼢鼠长期在低氧环境下的健康状态。最后,PICRUSt2代谢预测显示MH4w低氧处理显著降低了糖代谢水平,提示长期低氧可能对甘肃鼢鼠糖代谢有着很大的影响。2.对常氧组和MH4w低氧组的粪便进行宏基因组测序,分析了糖代谢基因集下肠道菌群的组成和功能。结果显示MH4w长时间低氧处理显著上调了糖代谢基因集下厚壁菌门（Firmicutes）丰度,极大提升了隶属于厚壁菌门（Firmicutes）下Ileibacterium菌属和Ileibacterium＿valens菌种的丰度;显著下调了拟杆菌门（Bacteroidota）的丰度。在菌种与贡献度的分析中发现,Ileibacterium＿valens菌种对MH4w低氧组下的糖代谢途径,尤其是果糖和甘露糖代谢途径,有着极高的功能贡献度。本研究说明,MH4w低氧组处理显著改变了糖代谢基因集下的粪便菌群组成和群落结构,并揭示在长时期的低氧环境暴露下,Ileibacterium＿valens菌种是调节甘肃鼢鼠粪便菌群糖代谢的关键物种。3.对常氧组和MH4w低氧组的肝脏糖代谢产物进行检测,结果显示,与常氧组相比,MH4w组长时间低氧处理显著增加了肝脏糖酵解途径中的一些产物含量,同时显著降低了肝脏TCA循环途径中的一些产物含量。此外,宏基因组学和糖代谢组学联合分析表明,Ileibacterium＿valens、Spirochaetales＿bacterium、Desulfovibrio＿gigas和Muribaculaceae 4个菌种与糖酵解产物高度正相关,与TCA循环产物高度负相关,表明这些菌种可能调节甘肃鼢鼠的肝脏糖代谢。说明MH4w低氧处理影响了甘肃鼢鼠的糖代谢,这可能与肠道菌群的调节有关。4.对常氧组和四个低氧组下甘肃鼢鼠肝、脑糖代谢途径中糖转运体和关键酶的基因水平及蛋白水平的表达量和酶活性进行检测,结果显示,在果糖代谢途径中,与常氧组相比,甘肃鼢鼠肝、脑在低氧暴露后,都显著上调了果糖转运体GLUT5的蛋白表达水平及KHK的蛋白水平和酶活性,说明甘肃鼢鼠加强了肝、脑果糖代谢途径以应对低氧。在葡萄糖代谢途径中,与常氧组相比,MH4w组的长时间低氧处理整体下调了甘肃鼢鼠肝脏葡萄糖代谢途径中相关基因的表达水平,但三个短时间（6或44 hours）的低氧处理上调了葡萄糖代谢途径中的转运体和关键酶的蛋白表达水平,并增强了甘肃鼢鼠肝脏糖酵解和TCA循环中关键酶的酶活性,这些结果说明甘肃鼢鼠肝脏在不同的低氧条件下有着不同的糖代谢模式。与肝脏组织不同,MH4w组的长时间低氧处理整体上调了脑葡萄糖代谢途径中的转运体和相关酶的蛋白表达水平,此外,三个短时间（6或44 hours）的低氧处理也在整体上表现出了相似的作用结果,并且两个重度低氧（6.5%O2）处理组还增强了糖酵解和TCA循环中关键酶的酶活性,这些结果说明甘肃鼢鼠在低氧下加强了脑组织的葡萄糖代谢。综合以上研究结果说明,低氧影响了甘肃鼢鼠肠道菌群的组成和群落结构,其中MH4w长时间低氧处理对肠道菌群的影响较大,而这种肠道菌群的改变降低了机体的糖代谢水平。另一方面,甘肃鼢鼠通过调节糖代谢途径中相关基因和蛋白的表达水平影响糖代谢。由此表明,肠道菌群重塑和分子调节共同改变了甘肃鼢鼠的糖代谢模式,使甘肃鼢鼠能够满足低氧条件下的能量需求,从而适应地下洞道内的低氧环境。本研究探究了低氧对甘肃鼢鼠肠道菌群和糖代谢的影响,首次揭示了在低氧下调节甘肃鼢鼠糖代谢的微生物物种,并揭示了低氧下调节糖代谢的分子机制。本文从多层面、多角度深入阐释了甘肃鼢鼠在低氧环境下糖代谢的适应机制,丰富了地下鼠低氧耐受的理论基础。