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魚類腸道是一個(gè)與外界具有明顯隔離的半開放系統(tǒng)，經(jīng)由口和肛門與周圍環(huán)境交流并構(gòu)建具有特定群落結(jié)構(gòu)的微生態(tài)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有類似于被水體隔離島嶼的物理和生態(tài)特征，因此關(guān)于魚類腸道“島嶼”微生物群落構(gòu)建機(jī)制的研究不僅能增進(jìn)對(duì)微生態(tài)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，也將為揭示宏觀生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)群落生態(tài)學(xué)原理提供依據(jù)。
水生所余育和研究員學(xué)科組顏慶云博士等對(duì)我國(guó)3種主要淡水養(yǎng)殖魚類，即草魚、鱖魚和南方大口鯰發(fā)育過程(從孵化到成魚)腸道微生物群落構(gòu)建和演替進(jìn)行了宏基因組高通量測(cè)序分析。研究發(fā)現(xiàn)，同種魚類在不同發(fā)育階段從環(huán)境中(即便是環(huán)境微生物組成明顯不同)選擇不同的微生物種類構(gòu)建具有顯著差異的核心類群和群落。零模型檢驗(yàn)(null model test)表明魚類腸道微生物群落并非由環(huán)境微生物隨機(jī)遷入形成，而是受腸道環(huán)境及宿主本身遺傳特征等決定性因素的影響。基于最近種間平均進(jìn)化距離(mean nearest taxon distance, MNTD)的系統(tǒng)發(fā)育分析證實(shí)魚類腸道微生物群落構(gòu)建主要受宿主腸道環(huán)境選擇(environmental filtering)這一決定性生態(tài)過程控制，但該系統(tǒng)發(fā)育聚集(phylogenetic clustering)作用隨宿主發(fā)育而減弱。也正因如此，均勻選擇(homogeneous selection)和擴(kuò)散限制(dispersal limitation)在幼魚腸道微生物群落演替中的累計(jì)貢獻(xiàn)率高達(dá)74%~94%，而在成魚中隨機(jī)漂移(drift)作用較強(qiáng)(66%~68%)。
該研究主要由余育和研究員學(xué)科組、美國(guó)IEG周集中教授團(tuán)隊(duì)及水生所汪亞平團(tuán)隊(duì)合作完成。顏慶云為第一作者，并與余育和、周集中同為通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)的共同資助。相關(guān)論文“Environmental filtering decreases with fish development for the assembly of gut microbiota”于4.30日online發(fā)表于Environmental Microbiology。
文章鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1462-2920.13365/full
此前，余育和團(tuán)隊(duì)以斑馬魚為對(duì)象，揭示了微生物群落在腸道“島嶼”的構(gòu)建和演替規(guī)律(Bacterial community assembly and turnover within the intestines of developing zebrafish, http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0030603)，并取得一系列成果。
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