基于肠道宏基因组对弹涂鱼两栖适应性的研究

【目的】从基 因组水平上报道两种有代表性的两栖鱼类大弹涂鱼（Boleophthalmus pectinirostris, BP）和大鳍弹涂鱼（Periophthalmus magnuspinnatus,PM）对陆地生活的适应性,以揭示胃肠道微生物群对弹涂 鱼在陆地生活的适应性及其特殊免疫力具有关键作用。【方法】采用 16S 扩增子测序和宏基因组技术,利用两种 有代表性的弹涂鱼和 3 种典型水生鱼类（草鱼 Ctenopharyngodon idellus、鲢鱼 Hypophthalmichthys molitrix 和鳙鱼 Aristichthys nobilis）的宏基因组数据,比较两栖鱼类和水生鱼类肠道的微生物组成、多样性、丰度和功能,并研 究潜在陆生标志微生物群。此外,通过查阅大量文献得到具有代表性的海水鱼类、淡水鱼类、两栖动物和陆生动 物的胃肠道微生物群数据,比较弹涂鱼的肠道菌群组成和功能。【结果】在弹涂鱼的胃肠道微生物群中,厚壁菌门、 变形菌门、拟杆菌门和梭杆菌门占主导地位。这些菌的含量在大鳍弹涂鱼、大弹涂鱼和水生鱼类之间存在显著差 异。草鲢鳙和弹涂鱼二者胃肠道微生物群之间最大的区别是 CKC4 门（一种推测与宿主脂质代谢相关的胃肠道细 菌门类）的比例,草鲢鳙中该比例从 4％ ~27％不等,而在弹涂鱼中则没有发现。此外,弹涂鱼的胃肠道微生物 群中同时具有陆生动物、淡水和海水鱼类以及两栖动物的典型细菌家族,这与它们在水陆过渡咸淡水交界处的生 活特征相吻合。与陆生动物相比,鱼类拥有更高比例的梭状杆菌和变形杆菌,而陆生动物则具有更多的拟杆菌。 在大弹涂鱼和大鳍弹 涂鱼中还发现了此前被认为仅存在于陆生动物的 S24-7 菌株。【结论】推测弹涂鱼胃肠道微 生物群落相比水生性鱼类具有复合和多样性特征,可以通过病原体相关分子模式 PAMP 刺激宿主在进化中形成多 样性更高、拷贝数更多的天然免疫受体基因家族,以此适应更为复杂的两栖生活环境。