青藏高原以其低氧、低溫和食物資源匱乏等特點(diǎn)，對(duì)動(dòng)物的生理適應(yīng)性提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，其中腸道微生物群在宿主適應(yīng)過(guò)程中扮演著至關(guān)重要的角色。腸道菌群不僅在營(yíng)養(yǎng)吸收、能量代謝和免疫調(diào)控方面發(fā)揮重要作用，還能夠通過(guò)調(diào)節(jié)關(guān)鍵代謝產(chǎn)物的生成，幫助宿主適應(yīng)極端環(huán)境。然而，目前關(guān)于高海拔環(huán)境如何具體塑造腸道微生物群的動(dòng)態(tài)變化，以及這些微生物如何與宿主相互作用以增強(qiáng)適應(yīng)能力的機(jī)制仍不清楚。盡管已有研究表明海拔升高可能會(huì)導(dǎo)致腸道微生物多樣性的變化，并影響微生物群落的代謝能力和結(jié)構(gòu)組成，但不同動(dòng)物種類(lèi)、棲息地特征及個(gè)體差異等因素使得相關(guān)研究結(jié)果存在一定的不確定性。因此，進(jìn)一步探究海拔梯度如何驅(qū)動(dòng)腸道微生物群的演變、群落共存模式及其對(duì)宿主生理適應(yīng)的影響，將有助于深入理解動(dòng)物適應(yīng)高原環(huán)境的微生物生態(tài)機(jī)制。

中國(guó)科學(xué)院西北高原生物研究所動(dòng)物生態(tài)與資源保護(hù)研究團(tuán)隊(duì)以青藏高原為研究區(qū)域，系統(tǒng)探討了高原鼠兔（Ochotona curzoniae）在不同海拔梯度下的腸道菌群結(jié)構(gòu)及功能變化。通過(guò)16S rRNA基因測(cè)序及短鏈脂肪酸（SCFA）含量分析，評(píng)估了不同海拔環(huán)境下腸道菌群的組成、功能及代謝特征。研究結(jié)果表明，隨著海拔升高，腸道菌群的α多樣性顯著下降，微生物群共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性亦呈減少趨勢(shì)。然而，SCFA的含量在不同海拔間未表現(xiàn)出顯著差異，表明高原鼠兔對(duì)SCFA的產(chǎn)生和需求可能已趨于穩(wěn)定。此外，微生物群落結(jié)構(gòu)隨海拔變化呈現(xiàn)適應(yīng)性調(diào)整的趨勢(shì)，具體表現(xiàn)為擬桿菌門(mén)相對(duì)豐度的顯著上升，而厚壁菌門(mén)的比例則顯著下降。進(jìn)一步分析微生物群落的組裝機(jī)制發(fā)現(xiàn)，隨海拔升高，群落組裝過(guò)程逐漸趨于確定性，表明環(huán)境篩選在高海拔條件下對(duì)微生物群落的塑造作用增強(qiáng)。KEGG通路分析揭示，高原鼠兔腸道菌群在代謝、遺傳信息處理及有機(jī)體系統(tǒng)相關(guān)通路上呈現(xiàn)顯著上調(diào)趨勢(shì)。高原鼠兔腸道菌群可能通過(guò)調(diào)控代謝途徑及富集適應(yīng)高原環(huán)境的微生物種群，以幫助宿主應(yīng)對(duì)極端的高海拔生態(tài)壓力。本研究強(qiáng)調(diào)了腸道菌群在動(dòng)物適應(yīng)極端環(huán)境中的關(guān)鍵作用，揭示了海拔對(duì)腸道菌群組成與功能的影響，為理解動(dòng)物如何通過(guò)微生物機(jī)制適應(yīng)高海拔環(huán)境提供了科學(xué)依據(jù)。研究成果不僅對(duì)高原鼠兔的生態(tài)適應(yīng)研究具有重要意義，也為其他極端環(huán)境物種的研究提供了參考。

研究論文以 Responses of gut microbiota to altitude in a small mammal on Qinghai-Tibetan Plateau?為題，發(fā)表在?Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics （中國(guó)科學(xué)院二區(qū)）。西北高原所碩士研究生張妍為第一作者，曲家鵬研究員為通訊作者。本研究得到了第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究、國(guó)家自然科學(xué)基金和青海省重點(diǎn)研發(fā)轉(zhuǎn)化計(jì)劃等項(xiàng)目資助。

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1744117X25000553