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.