摘要: 高原鼠兔是青藏高原的基石物种，它们对生态系统有着重要的功能，包括(Ⅰ)制造洞穴，能够为小型鸟类和蜥蜴提供理想的栖息地;(Ⅱ)创造了微型的栖息地，促进了植物多样性的增加;(Ⅲ)给高原上一些肉食性动物提供食物资源;(Ⅳ)促进了生态系统物质循环;(Ⅴ... 展开 高原鼠兔是青藏高原的基石物种，它们对生态系统有着重要的功能，包括(Ⅰ)制造洞穴，能够为小型鸟类和蜥蜴提供理想的栖息地;(Ⅱ)创造了微型的栖息地，促进了植物多样性的增加;(Ⅲ)给高原上一些肉食性动物提供食物资源;(Ⅳ)促进了生态系统物质循环;(Ⅴ)改变土壤的结构和透气性，增加土壤混合。但是在种群密度失去控制情况下，鼠兔可能导致草场破坏，降解或沙化，导致了牲畜的食物资源减少，不利于牲畜的放牧。高原鼠兔生活在3000m-6000m的高海拔环境，有着各种各样的生理机制适应寒冷和缺氧的高海拔环境，包括有较高的静息代谢率，无寒颤性产热以及氧气利用率，这些生理适应性需要增加有效的能量产生。而肠道微生物对植物性食物的发酵可以产生很多代谢物质，为宿主提供充足的能量。中国另外一种普遍的达乌尔鼠兔，广泛分布于海拔1000m左右的内蒙古草原，能够很好的适应低海拔环境。但是，对于这两种鼠兔的肠道微生物如何适应不同的海拔环境和食物资源还不了解。因此本文采用高通量测序技术并结合其它的生理生化测定方法，研究了鼠兔肠道微生物多样性，功能以及高海拔适应性。 本研究的主要结果如下: 1.探究和比较了高原鼠兔和达乌尔鼠兔食物组成，肠道微生物组成，短链脂肪酸图谱以及纤维素酶活性的不同，发现鼠兔的肠道微生物主要的门是Firmicutes，Bacteroidetes，Proteobacteria和Spirochaetes.在属水平上，Prevotella，Oscillospira，Ruminococcus和Treponema是最优势的四个属。季节和宿主物种显著影响鼠兔肠道微生物群落结构。证明了栖息在高海拔的高原鼠兔有着更低的食物多样性，但是有更高的微生物多样性，短链脂肪酸浓度以及纤维素酶活性，从肠道微生物的角度证明了高原鼠兔比达乌尔鼠兔有着更高的食物的发酵能力，显示了肠道微生物的高海拔适应性。 2.利用DNA metabarcoding技术，探究了三个不同海拔地区高原鼠兔的食物多样性和肠道微生物多样性的关系。发现食物的alpha多样性和肠道微生物的alpha多样性没有显著相关性，但是食物的beta多样性和肠道微生物的beta多样性密切相关。这些结果显示，肠道微生物的物种数并不会随着食物种类的增加而增加，但是那些食物组成更相似的个体，肠道微生物组成也更相似。 3.比较了不同海拔鼠兔肠道微生物，植物和土壤微生物的组成，发现鼠兔肠道微生物和环境（植物和土壤）微生物显著不同，鼠兔的核心微生物不是环境中最丰富的微生物类群，鼠兔和环境中共有的微生物物种，在环境中都是稀有的类群。但是这些细菌隶属于多样化的微生物类群。从而证明了宿主选择在肠道微生物的构建中占有主要角色，宿主的肠道主要选择那些稀有但是多样化的环境微生物类群。 4.阐明了高原鼠兔种群密度和肠道微生物的关系，设置了不同宿主种群密度的样地。结果显示宿主种群密度和一些肠道微生物类群相关，例如Ruminococcaceae，Lachnospiraceae和Staphylococcaceae和种群密度正相关。有趣的是，宿主种群密度和肠道微生物的alpha多样性（Shannon多样性或者物种数）正相关。比起低密度组，高密度组的个体之间肠道微生物组成和结构更加相似。宿主种群密度解释了肠道微生物组成的变异，即便控制了性别，体重，食物和地理位置。这些结果显示宿主密度是调节肠道微生物多样性的一个重要因子。 5.比较了高原鼠兔，达乌尔鼠兔和其它近缘的6个进化物种的肠道微生物组成和宿主系统进化，这8个物种包括4个兔形目物种和4个啮齿目物种，都属于啮齿总目。兔型目和啮齿目有不同的微生物群落结构。兔型目物种中Firmicutes是最优势门，然而在大部分啮齿目物种中，Bacteroidetes是优势类群。Alpha多样性值在任何两个兔型目物种中都显示了显著的不同，然而大部分啮齿目物种的alpha多样性并没有显示显著的不同。另外，使用了系统进化的方法组建了肠道微生物菌群如何随着分化时间而变化。一些跟植物多糖降解相关的核心菌群，包括Prevotella和Clostridium，在兔型目物种中显著变化。肠道微生物的距离和宿主的分化时间正相关，显示肠道微生物可以预测宿主分化时间。这些结果为探究肠道微生物与宿主协同进化提供了重要信息。 收起