研究發(fā)現(xiàn)氣候變化可通過腸道菌群影響鼠類生長及其種群變化

4月20日，國際微生物生態(tài)學會主辦的期刊ISME Journal 在線發(fā)表了中國科學院動物研究所、中科院生物互作卓越創(chuàng)新中心、揚州大學、中科院微生物研究所、美國康涅狄格大學等多家單位合作的研究論文“Host-microbiota interaction helps to explain the bottom-up effects of climate change on a small rodent species”。

當前，受氣候變化和人類活動加劇等因素影響，我國草原鼠害及鼠傳疾病形勢日趨嚴峻，對我國的畜牧業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境建設(shè)以及國家公共衛(wèi)生安全造成巨大威脅。加強和開展草原鼠害暴發(fā)成災規(guī)律研究十分必要。

鼠類種群暴發(fā)問題是種群生態(tài)學研究的核心問題之一，也是鼠害防控的基礎(chǔ)。過去的研究強調(diào)氣候變化可通過改變動物的食物質(zhì)量和數(shù)量，影響種群的發(fā)生。但是有關(guān)腸道微生物在種群調(diào)節(jié)中的作用基本是空白。張知彬課題組前期研究已經(jīng)證明放牧導致的食物資源的變化顯著地影響了腸道微生物的組成和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（Li et al.， 2019；Journal of Animal Ecology）；社會攻擊和社群等級序位顯著地改變了鼠類的腸道微生物群落（Zhao et al， 2020， Microbial Ecology）。鑒于腸道微生物在宿主營養(yǎng)吸收、生長發(fā)育、免疫和行為等多方面發(fā)揮的重要調(diào)控作用，該課題組提出氣候變化可依次通過改變植物群落結(jié)構(gòu)、宿主食物組成和腸道微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能，進而改變宿主的適合度，發(fā)揮調(diào)節(jié)種群大小的作用。

本項研究基于內(nèi)蒙古野外的大型圍欄實驗平臺，通過大規(guī)模人工增雨、營養(yǎng)成分和微生物組學分析，研究了氣候變化對植物、腸道微生物及鼠類生長和種群的影響。研究發(fā)現(xiàn)，增雨顯著促進了羊草的生長，增加了布氏田鼠喜食植物羊草的比例，降低了次喜食植物克氏針茅的比例，從而影響了腸道微生物的組成結(jié)構(gòu)和功能，促進了體重生長，并增加了布氏田鼠的種群密度。在室內(nèi)，通過對田鼠飼喂實驗，發(fā)現(xiàn)不同營養(yǎng)的食譜可顯著影響腸道微生物組成及功能，改變糞便中組氨酸和多種短鏈脂肪酸（SCFAs）含量，進而影響體重生長。菌群移植實驗驗證了菌群變化與體重變化的因果關(guān)系。另外，發(fā)現(xiàn)食譜中高含量的羊草、果糖或者低聚果糖，可顯著提高腸道霍氏真桿菌（Eubacterium hallii）的相對豐度，更有利于短鏈脂肪酸（例如乙酸和丙酸）的合成。

該研究發(fā)現(xiàn)氣候變化可以通過改變植被群落及腸道微生物群落，進而調(diào)節(jié)鼠類體重生長和種群大小的變化，揭示了氣候-->植物-->腸道微生物-->營養(yǎng)代謝-->體重生長-->種群大小的上行調(diào)節(jié)通路，證實了腸道微生物在鼠類種群調(diào)節(jié)中發(fā)揮的重要作用。(生物谷Bioon.com）

小編推薦會議 2020（第六屆）腸道微生態(tài)與健康國際研討會

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