火后重塑:野火对葡萄牙岩蜥肠道微生物组的影响及其生态适应性研究

《Molecular Ecology》:Shaped by Fire: Unravelling the Impact of Fire on Lizard Gut Microbiome

【字体: 时间:2026年01月30日 来源:Molecular Ecology 3.9

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  本研究通过16S rRNA基因测序分析葡萄牙岩蜥(Podarcis lusitanicus)在不同火史(长期未燃、2016年火烧、2022年火烧)栖息地的肠道微生物组,发现火史显著改变微生物群落结构(Bray-Curtis/UniFrac P<0.05),但未影响α多样性。雌性个体表现出更高的微生物丰富度(Faith's PD P=0.005),且特定菌属(如Corynebacterium)与性别、体型显著相关。尽管饮食变化(COI代谢条形码验证)与微生物组成关联较弱,PICRUSt2预测功能稳定性提示微生物群落具备生态韧性,为理解野生动物对干扰环境的适应机制提供新视角。

  
研究背景
野火作为全球生态系统的重要干扰因子,其频率和强度的增加对生物群落产生深远影响。葡萄牙北部作为火灾频发区,为研究火灾对动物微生物组的影响提供了理想模型。本研究以当地特有岩蜥Podarcis lusitanicus为对象,探究其肠道微生物组对火史的响应机制。
材料与方法
于2023年5-6月在葡萄牙北部4个地区(Viana do Castelo、Marco de Canaveses、álvora、Gerês-Soajo)的12个采样点捕获237只蜥蜴,按火史分为三组:长期未燃烧(UB)、2016年火烧(B16)和2022年火烧(B22)。通过泄殖腔拭子采集样本,对16S rRNA基因V4区进行扩增子测序,使用DADA2流程生成ASV表。α多样性分析采用Faith's PD、Shannon指数和ASV丰富度,β多样性通过Bray-Curtis和UniFrac距离评估,并利用PERMANOVA和GLMM模型分析火史、性别、体长(SVL)的影响。
结果分析
  1. 1.
    微生物组成变化:火史显著影响微生物群落结构(UniFrac P<0.05),但α多样性无显著差异。雌性个体展示更高的微生物丰富度(Faith's PD:雌性vs雄性 -3.131, P=0.005),可能与繁殖期生理差异相关。
  2. 2.
    关键菌群响应:近期火烧区(B22)中Firmicutes门菌属Lactococcus和Marvinbryantia显著增加,而放线菌门Kocuria减少。雌性个体中Corynebacterium(棒状杆菌属)和Parabacteroides富集,后者与体长呈正相关(F=4.38, P=0.03),提示宿主发育对微生物的调控作用。
  3. 3.
    功能稳定性:PICRUSt2预测显示,尽管群落结构变化,微生物代谢功能(如KEGG通路)未受火史显著影响,表明存在功能冗余。
讨论与展望
本研究揭示火史通过改变栖息地结构与饮食资源间接塑造蜥蜴肠道微生物组,而宿主性别与发育阶段是更直接的影响因子。微生物群落的结构可塑性与其功能稳定性之间的解耦现象,可能为物种在干扰环境中的适应性提供缓冲机制。未来需结合宏基因组学与宿主生理指标(如应激激素),深入解析火灾生态下宿主-微生物互作的内在驱动机制。
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