东喜玛拉雅讲堂:高原鼠兔肠道微生物的生态适应与进化

2025年5月29日,应东喜玛拉雅研究院沐远老师邀请,兰州大学李欢教授做客东喜玛拉雅讲堂,在S3-507会议室开展了题为“高原鼠兔肠道微生物的生态适应与进化”讲座。

青藏高原的极端环境塑造了独特的生态系统,其中高原鼠兔是分布最广泛的特有动物之一。李欢教授团队基于近10年对高原鼠兔肠道微生物的研究,系统地揭示了高原鼠兔肠道微生物对青藏高原极端环境的适应机制。李老师首先对高原鼠兔肠道微生物的组成及多样性、消化道不同部位微生物组的差异和采样策略、微生物多样性与食性和种群密度的关系等进行讲解。生物对极端环境的适应机制是生态学和生物学研究的重要领域。李老师阐述了不同海拔高原鼠兔肠道微生物的alpha/beta多样性和功能多样性以及群落构建机制,发现不同海拔肠道微生物群落结构差异显著,高原鼠兔肠道微生物alpha/beta多样性与海拔成正比。基于高海拔地区高原鼠兔和低海拔地区的达乌尔鼠兔两个物种间的肠道微生物组比较,高原鼠兔的CAZY酶多样性高于达乌尔鼠兔的,且高原鼠兔肠道食物发酵能力更强,肠道含有更多的SCFA(乙酸和丁酸),以及更强的纤维素酶活性。进一步研究发现,高原鼠兔肠道微生物主要以碳水化合物代谢和氨基酸代谢功能为主,比起低海拔地区的达乌尔鼠兔,高原鼠兔肠道降解半纤维素、果胶、淀粉、寡糖等基因含量更高,降解纤维素、半纤维素基因的种类数量更多。最后,李老师基于高原鼠兔与近缘兔形目物种和较远缘啮齿目鼠类的肠道微生物组比较,高原鼠兔肠道固氮菌群解析,整合宿主的系统发育关系,探究了高原鼠兔肠道微生物组与宿主的协同进化,发现兔型目动物肠道微生物多样性显著分化,其中鼠兔的肠道微生物与家兔和野兔更相似,动物的系统进化与肠道微生物进化大体一致,但并非完全一致。但在肠道固氮菌群方面,肠道固氮菌群与肠道菌群的一致性较低,不能反应动物的系统进化关系,且固氮菌群受季节和海拔的影响较大。

图1 李欢教授作报告

在互动环节,同学和老师们就高原鼠兔的肠道微生物群落的动态变化及进化关系等问题与李老师进行了深入交流和讨论,会场交流气氛热烈。李欢老师强调,未来的研究将从气候、基因和食物等大尺度数据角度解析高原鼠兔肠道微生物,以阐明高原鼠兔对极端环境的适应机制;此外,系统性地解析食物(植物)、代谢产物、肠道微生物、环境微生物等对动物的生理代谢机制的影响;基于前期研究构建青藏高原小型哺乳动物肠道微生物数据库和菌种库等,对以高原鼠兔为代表的哺乳动物开展综合研究,为高原生物多样性保护以及生态平衡提供科学依据。

图2 互动交流
图3 东喜玛拉雅讲堂报告纪念

撰稿 | 许雄惠 罗朝洋

拍摄 | 王秋萍

排版 | 朱灿

审校 | 沐远

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