《Microbial Ecology》:Influence of Nest Microbiota on Hatching Success of Caretta Caretta on Lampedusa Island
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本研究针对海龟巢穴孵化率差异的微生物驱动机制,通过16S rRNA测序分析蠵龟巢穴样本,发现成功巢穴(P1)具有独特的微生物群落结构和较低的F/B比值,而低成功率巢穴富集烃类降解菌与机会致病菌,揭示了垂直与水平传播途径对繁殖成功率的协同影响,为海龟保护提供微生物生态学依据。
海龟作为海洋生态系统的旗舰物种,其种群存活状况直接反映海洋健康程度。然而全球海龟巢穴孵化成功率存在显著差异,除温度、湿度等环境因素外,微生物群落对胚胎发育的影响机制尚未明确。在意大利兰佩杜萨岛,蠵龟(Caretta caretta)巢穴出现极端分化现象:Cala Pisana地区的P1巢穴孵化率达85.2%,而同区域P2巢穴与Spiaggia dei Conigli地区的C1、C2巢穴孵化率均低于1.1%。这种剧烈反差促使研究者从微生物生态学角度探寻深层原因。
研究团队采用16S rRNA基因(V3-V4区)测序技术,系统分析巢穴腔内外沙土、蛋壳及内膜样本的菌群构成。通过α多样性指数比较不同样本类型的微生物丰富度,并运用β多样性分析(PERMANOVA检验)揭示成功巢穴与失败巢穴的群落结构差异。进一步通过菌门水平组成分析和F/B比值计算,结合机会致病菌溯源,评估环境与母源传播途径的贡献。
微生物群落分布特征
沙土样本的α多样性显著高于蛋壳与内膜样本,表明环境介质是微生物的主要储库。β多样性分析清晰区分成功巢穴P1与失败巢穴(P2/C1/C2),且组间差异具有统计学意义(p<0.001)。所有巢穴均以变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteriota)和拟杆菌门(Bacteroidota)为优势菌门,但P1巢穴的F/B比值显著低于其他巢穴。
菌群功能与传播途径
低成功率巢穴呈现厚壁菌门主导模式,显著富集芽孢杆菌属(Bacillus)和假单胞菌属(Pseudomonas),并含有假黄单胞菌属(Pseudoxanthomonas)和德沃斯菌属(Devosia)等烃类降解菌,提示环境污染可能驱动菌群失衡。值得注意的是,C1和C2巢穴独家检出苍白杆菌属(Ochrobactrum)和Simkaniaceae科机会致病菌,其分布模式支持母源垂直传播假说。
研究结论与讨论
本研究首次通过多样本对比证实蠵龟巢穴微生物组成与孵化成功率存在强关联。成功巢穴P1的低F/B比值可能创造更有利的胚胎发育微环境,而失败巢穴中烃类降解菌与机会致病菌的共存,暗示环境压力与母源病原协同导致孵化失败。该发现革新了传统海龟保护策略,建议将巢穴微生物监测纳入保护实践,通过调控菌群结构干预繁殖成功率。未来需扩大样本量验证关键菌属的功能,并探索微生物-环境-宿主互作的具体分子机制。
(注:全文基于文档摘要内容展开,未引入外部知识。由于文档未提供作者单位信息,故作者归属标注为“未知”。关键技术方法已按需简化,保留核心实验设计要素。)