功能性状而非系统发育主导河口鱼类肠道微生物组装

近日，Science China Life Sciences发表了来自华南农业大学周磊、王俊、张晓勇团队联合广东省农业科学院、中国科学院水生生物研究所等机构的最新研究成果。该研究通过对珠江口61种共存鱼类的深度分析，解答了宿主系统发育（亲缘关系）与功能性状如何共同塑造肠道微生物组这一生态学难题。

在自然界中，宿主与其共生微生物往往表现出协同进化的特征，即“系统发育共生”（Phylosymbiosis）。然而，在珠江口这一高度动态且物种丰富的河口环境中，研究团队通过对鱼类肠道微生物分析发现，鱼类物种间的亲缘关系距离与微生物群落的相似性并没有显著的相关性。这意味着在同域分布的鱼类群落中，进化上的亲疏远近并非决定菌群构成的关键因素。相反，研究发现微生物群落结构在鱼类不同的生态功能群、栖息地、摄食策略以及营养级之间存在显著分化。进一步测量涉及摄食、生境利用和运动能力的相关的15项生态形态学指标，关联分析表明功能性状是驱动微生物分化的主要因素。通过机器学习和聚类分析，在河口鱼类中识别出三大“肠型”。这些分型与鱼类的食性和洄游行为相一致，并揭示了微生物群在营养利用和抗逆性方面的特定代谢适应。

基于上述发现，研究团队首次提出了 “功能共生” (Functsymbiosis)这一新概念，强调了功能性状超越演化关系在菌群组装中的主导地位。研究揭示了在复杂多变的河口生态系统中，微生物组如何作为宿主‘功能性外延’，协助鱼类完成营养获取与生态位占据。这种基于功能的协同适应，不仅增强了鱼类对同域分布环境的利用效率，也为理解‘宿主-微生物全基因组’（Holobiont）的演化机制提供了全新的理论维度。

华南农业大学周磊、广东省农业科学院王鹏飞、中国科学院水生生物研究所郭传波为该文章的第一作者，华南农业大学王俊、辽宁省海洋水产科学研究院赵泽龙、华南农业大学张晓勇为通讯作者。

 

研究详情请见原文：

Functional traits shape gut microbial assembly beyond phylogeny in estuarine fish.

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