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生态适应是有机体在长期自然选择过程中随着环境因素变化而改变自身形态、结构和生理生化特性,以便与环境相适应的过程。这一过程普遍存在于生物中。当环境发生变化时,动物会采取相应的策略来适应波动的环境,以保证其生存和繁衍。比如,动物会采取改变肠道微生物组成来适应新的食物类型。肠道微生物适应性机制的研究可以为动物保护提供科学的依据。在探究动物适应性进化或评估微生物与宿主适应性关系的研究中,两栖类对环境敏感等特性较一般脊椎动物更具研究价值,是研究进化的很好模式物种。在当今极端天气增多、人为活动频繁、两栖动物数量减少的情况下,两栖类对波动环境的适应性机制的研究很有意义。因此,本文选取分布范围广,适应人为活动环境的泽陆蛙为研究对象,收集四个季度(春季、夏季、秋季和冬眠前)泽陆蛙170只个体,采集胃容物和肠内容物样品,结合胃含物分析法、基于16S rRNA基因的IonS5TMXL测序技术、Tax4Fun功能预测和生物信息学分析来研究泽陆蛙食性的季节性变化;泽陆蛙肠道菌群结构和多样性的季节性变化;分析季节性食性与泽陆蛙肠道微生物的相关性。以此探究泽陆蛙肠道微对食物季节性变化的适应性机制。研究结果如下:根据胃含物分析法,泽陆蛙主食鞘翅目、蜘蛛目、等足目、蜈蚣目及双翅目的物种,且食物组成及生态位宽度和食物多样性在不同季度间及各季度的雌雄间存在差异。其中生态位宽度(B):秋季>冬眠前>春季>夏季;春季中,雄蛙>雌蛙;夏季,雄蛙>雌蛙;而秋季,雄蛙<雌蛙。食物多样性(H):秋季>春季>冬眠前=夏季;春季,雄蛙<雌蛙;夏季,雄蛙>雌蛙;秋季,雄蛙<雌蛙。但Anosim分析发现不同季度及夏季雌雄泽陆蛙的组内差异小于组间差异。Kruskal-Wallis和Wilcoxon rank-sum检验得泽陆蛙食物组成、生态位宽度及食物多样性的季度变化及夏季雌雄间的差异均不显著。本实验共获得12842042条高质量序列,18874个OTUs,鉴定出2个界,71个门,83个纲,187个目,381个科以及1301个属。其中菌群主要分布于变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes);并以单胞菌属(Stenotrophomonas)、Faecalitalea属和萨特氏菌属(Parabacteroides)为优势菌群。比较不同季度的泽陆蛙肠道微生物发现四季共享OTUs(核心OTUs)有3969个,且主要来自变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和浮霉菌门(Planctomycetes)。此外,春季特有OTUs671个,夏季5050个,秋季1198个以及冬眠前1189个。夏季无论是特有OTUs数还是总的OTUs数都是最丰富的。Wilcox秩和检验和T检验发现,不同季度组肠道微生物结构组成及多样性存在显著性差异。在门水平上,变形菌门(Proteobacteria)在春季占绝对优势,而夏季、秋季和冬眠前以厚壁菌门(Firmicutes)为主。从属水平上,春季样本中Stenotrophomonas占绝对优势;而夏季、秋季和冬眠前组中以unidentified Clostridiales为主。比较各季度的雌雄泽陆蛙肠道微生物发现,不同性别泽陆蛙的肠道微生物组成及多样性存在差异但差异不显著。Anosim分析发现仅秋季雌雄泽陆蛙的组内差异小于组间差异(r>0)。对秋季雌雄泽陆蛙肠道微生物组成T-检验,发现秋季雌雄泽陆蛙在1目5科3属1种上具显著性差异。Tax4Fun功能预测表明,各季度功能存在显著差异,且主要表现在代谢功能方面。泽陆蛙的肠道微生物具一定的几丁质降解能力及抗性能力,其中冬眠前几丁质降解酶及抗生素基因的丰度最高。比较分析秋季雌雄泽陆蛙的功能发现,雌蛙和雄蛙均以代谢功能为主,且在Nucleotide metabolism功能上存在显著差异;雌蛙的几丁质降解酶及抗生素基因的总丰度较雄蛙高,其中Putative chitinase和Bifunction chitinase/lysozyme酶基因及Vancomycin resistance、Tetracycline biosynthesis和Clavulanic acid biosynthesis抗生素基因的丰度差异显著。UniFrac PCoA与Procrustes结合分析及蒙特卡罗检验得出食物类型与肠道微生物结构组成显著相关。综上所述,研究表明泽陆蛙的食物季节变化以及各季度雌雄不存在显著差异;泽陆蛙肠道微生物组成、多样性及功能季节变化差异显著;雌雄泽陆蛙的微生物多样性季节变化差异不显著,组成和功能差异显著;泽陆蛙肠道微生物组成与季节性食物变化具显著相关性,表明了泽陆蛙肠道微生物组成和功能受食物季节变化的影响。