夏威夷与波多黎各柯基蛙皮肤共生细菌群落差异及其入侵生态学意义

《Biotropica》:Little Overlap in Symbiotic Bacteria of Coquí Frogs in Hawaii and Puerto Rico

【字体: 时间:2026年01月21日 来源:Biotropica 1.7

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  本研究通过比较波多黎各(原生地)与夏威夷(入侵地)柯基蛙皮肤微生物组,揭示两地区菌群在ASV水平差异显著而属水平相似,发现核心菌群(如Cutibacterium)跨区域保守分布,表明宿主筛选与环境因子共同塑造菌群结构。研究为理解入侵物种微生物适应性提供新视角。

  
引言
两栖动物皮肤微生物群落通过直接或间接途径保护宿主免受病原体侵袭,其组成受环境因子、栖息地及生态互作影响。本研究以柯基蛙为模型,比较其原生地波多黎各与入侵地夏威夷的皮肤细菌群落,探究地理隔离与生态适应对微生物组的影响。
方法
于2022年11-12月在波多黎各与夏威夷各两个样点采集柯基蛙皮肤样本,通过16S rRNA测序分析细菌群落。使用DADA2流程处理序列,以ASV和属水平比较α与β多样性,并通过核心菌群分析评估宿主选择性。
结果
  1. 1.
    细菌ASV多样性:两区域间ASV丰富度与香农指数无显著差异,但β多样性显示群落结构受区域与样点显著影响。网络分析表明夏威夷Maliko Gulch样点与波多黎各Hacienda la Esperanza群落相似,而Pahoa Village样点独特性突出。
  2. 2.
    细菌属多样性:属水平分析显示两区域群落相似性增强,波多黎各样点间无显著差异,支持功能冗余假说。
  3. 3.
    核心群落:仅1个Cutibacterium ASV在四样点共同存在(90%普及率),6个ASV在60%普及率下共享。属水平核心菌群包括Cutibacterium、Pseudomonas等,提示微多样性维持功能稳定性。
  4. 4.
    抗病原菌功能:夏威夷蛙群含更多Bd增强型菌,Pahoa Village样点尤为显著,或反映当地病原压力差异。
讨论
柯基蛙作为泛化种,其皮肤菌群主要来源于环境筛选,栖息地复杂性(如植物园与人工草地)导致群落异质性。入侵后核心菌群减少表明环境库主导菌群组装,但属水平功能保守性可能支撑宿主适应性。Acinetobacter等抗Bd菌的分布暗示病原互作对菌群结构的塑造作用。本研究强调微生物生态在生物入侵研究中的重要性,为两栖动物保护提供微生物视角。
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