科研進(jìn)展
西北高原所在青藏高原特有瀕危物種白唇鹿極端環(huán)境適應機制研究中取得新進(jìn)展
青藏高原作為世界上海拔最高的高原，其極端嚴酷的自然環(huán)境，促使當地特有動(dòng)物的腸道微生物群在營(yíng)養代謝方面經(jīng)歷了獨特的演化歷程。然而，近年來(lái)，隨著(zhù)全球氣候變化加劇以及人類(lèi)活動(dòng)的日益頻繁，青藏高原的生物多樣性正面臨著(zhù)前所未有的嚴峻挑戰。在此背景下，圈養繁殖與野化放歸逐漸成為保護瀕危物種的核心手段。不過(guò)，人工飼養雖然能夠有效提高野生動(dòng)物的食物獲取效率，但也因人為干預的飲食結構以及醫療措施的使用，引發(fā)了一系列新問(wèn)題，如代謝紊亂、感染應激和繁殖障礙等。
目前，腸道微生物群如何響應極端環(huán)境變化的機制仍不明確。白唇鹿（Przewalskium albirostris）是青藏高原特有的國家一級重點(diǎn)保護動(dòng)物，是研究動(dòng)物微生物群對季節變化和人類(lèi)干擾適應機制的理想模型。中國科學(xué)院西北高原生物研究所動(dòng)物生態(tài)與資源保護研究團隊，通過(guò)整合 16S rRNA 測序、宏基因組學(xué)與非靶向代謝組學(xué)等多組學(xué)方法，系統解析了白唇鹿在冬季和圈養環(huán)境下的腸道微生物組成、功能潛力及代謝特征。該研究不僅為理解高原特有動(dòng)物腸道微生態(tài)系統的動(dòng)態(tài)變化與適應策略提供了重要科學(xué)依據，也從微生物學(xué)視角為瀕危物種的保護與管理提供了理論支持。
研究發(fā)現，冬季環(huán)境對白唇鹿腸道微生物群的組成、功能與代謝特征產(chǎn)生了顯著(zhù)影響。冬季環(huán)境促進(jìn)白唇鹿腸道富集短鏈脂肪酸（SCFAs）產(chǎn)生菌，其核心菌屬包括 norank_o_Rhodospirillales、Rikenellaceae_RC9_gut_group 和 unclassified_c_Clostridia，這些菌群有助于白唇鹿在寒冷環(huán)境中獲取能量，增強對寒冷的適應能力。相比之下，圈養環(huán)境促使白唇鹿腸道內富集潛在致病菌以及少量 SCFAs 產(chǎn)生菌，主要包括 norank_f_p-2534-18B5_gut_group、Cellulosilyticum 和 Paeniclostridium，這些菌群結構的變化有助于白唇鹿應對腸道炎癥。
功能分析顯示，冬季白唇鹿腸道微生物群顯著(zhù)增強了碳水化合物、氨基酸代謝及免疫調節通路，以應對寒冷和食物短缺的挑戰，其中 Rikenellaceae_RC9_gut_group 和 unclassified_c_Clostridia 兩個(gè)菌屬發(fā)揮了關(guān)鍵作用。而圈養白唇鹿則富集了與腸道炎癥相關(guān)的通路，并通過(guò)免疫調節來(lái)緩解圈養壓力，norank_f_p-2534-18B5_gut_group 在此過(guò)程中貢獻顯著(zhù)。代謝組學(xué)分析進(jìn)一步證實(shí)，丁酸、戊酸和丙戊酸在冬季組中顯著(zhù)升高，而 3 - 羥基丁酸和 (S)-β- 氨基異丁酸在圈養組中更為富集。這些差異代謝物與相關(guān)通路和宏基因組功能預測結果高度一致，揭示了特定微生物群在環(huán)境適應中的關(guān)鍵作用。
研究成果以?Extreme winter environment dominates gut microbiota and metabolome of white-lipped deer?為題，發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊?Microbiological Research（中國科學(xué)院生物學(xué) 2 區 TOP 期刊，影響因子 6.1）。西北高原所博士研究生李斌為論文第一作者，張同作研究員與蔡振媛副研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金區域聯(lián)合重點(diǎn)基金（U20A2012）和青海省自然科學(xué)基金團隊項目（2023-ZJ-901T）的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.micres.2025.128182
極端環(huán)境對白唇鹿腸道微生物組的影響
