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图1  文章发表信息

肠道微生物（Gut microbiota）在宿主健康中起着关键作用，并提供了有关宿主生理学的基本信息。肠道微生物数量极其庞大且复杂，所以又称肠道微生物菌群为第二基因组。脊椎动物肠道微生物群落受年龄、体型、性别及饮食和季节的影响，但目前饮食及生活方式对不同性别蜥蜴肠道微生物菌群变化及功能的影响研究甚少。因此，本文对不同性别圈养型和野生型蜥蜴肠道微生物菌落的组成、变化及功能进行了研究，为揭示不同环境不同性别的蜥蜴肠道微生物群落及功能代谢变化提供重要的理论基础和研究价值。

材料：健康且非遗传变异的成年蜥蜴（18只），WF（雌性野生型），WM（雄性野生型），捕抓之后立即取样，并圈养起来， CF（雌性圈养型）。

测序策略：Illumina MiSeq

通过Illumina MiSeq 16s扩增子测序分析发现：在所有蜥蜴中Firmicutes、Proteobacteria、  Bacteroidetes和Verrucomicrobia是确定的四个主要菌门；Actinobacteria仅是WM中的优势菌门，而不是WF中的优势菌门；Fusobacteria和Deferribacteres是CF中的两个优势门；圈养与Firmicutes和Proteobacteria的丧失以及Bacteroidetes和Verrucomicrobia的引入有关。NMDS图显示WF和WM以及WF和CF之间的β多样性存在显著差异（Adonis检验：WM-WF，R²=0.204，p=0.03；WF-CF，R²=0.230，p<0.01）。

图2  门、科和属水平上各组肠道微生物群的组成

图3  肠道微生物群组成的NMDS

研究者对WF、WM和CF进行了LEfSe分析来确定样本中的特定细菌分类群，结果表明：在WM中确定了四个级别的鉴别特征菌种Alphaproteobacteria、Bacilli、Betaproteobacteria和Gammaproteobacteria，在WM中目水平上鉴定出三种细菌为Enterobacteriales、Lactobacillales和Rhizobiales；在科水平上，WM中鉴定出两个鉴别特征菌种Brucellaceae和Enterobacteriaceae；WF中鉴定出两个鉴别特征Bacteroidaceae和Odoriobacteraceae，在属水平上，WM中鉴定出一个区别特征Ochrobactrum；WF中鉴定出两个鉴别特征菌种Bacteroides和Odoribacter。圈养期后进行研究分析发现：在门水平上，在CF中发现了一个鉴别特征菌种Rhodospirillales；在科水平上，CF中鉴定出两个鉴别特征菌种Moraxeleceae和Rhodospirillaceae，在WF中鉴定出两个鉴别特征菌种Bacillaceae和Peptostreptococcaceae；在属水平上，CF有两个鉴别特征菌种Acinetobacter和Hymenobacter，WF有一个鉴别特征菌种Clostridium。

图4  肠道微生物群分类生物标志物的LEfSe分析

研究者对细菌的功能进行了预测，结果显示：性别方面，WF和WM之间选择了172条KEGG代谢途径，野生型和圈养型选择了169条KEGG代谢途径，WF和CF与代谢相关分别占68.60%和68.05%、遗传信息处理分别占10.47%和10.65%、细胞过程分别占3.49%和5.33%、环境信息处理分别占4.07%和3.55%、生物系统分别占2.91%和3.01%、人类疾病分别占9.30%和8.28%。WF和WM之间的组织系统存在显著差异（adj p=0.038）。四环素生物合成和II型聚酮类产物生物合成途径在WM中较高，而其他途径在WF中较高。WF和CF之间有六条通路不同，幽门螺杆菌感染的戊糖磷酸途径和上皮细胞信号转导在WF中较高，而其他途径在CF中较高。在WM组，Bacilli和Gammaproteobacteria对其他氨基酸代谢有显著影响；Lactobacillales对四环素生物合成的影响较弱；以及Betaproteobacteria、Rhizobiales、Brucellaceae和Ochrobactrum对II型聚酮主链的生物合成有显著影响。在CF组中，Moraxellaceae、Rhodospirillaceae、Acinetobacter和Hymenobacter对幽门螺杆菌感染中辅助因子和维生素的代谢、转运和分解代谢、戊糖磷酸途径和上皮细胞信号传导有显著影响。

图5  WM和WF之间与WF和CF之间KEGG途径的功能预测

此研究基于16s 扩增子测序，研究发现不同性别圈养和野生型蜥蜴肠道微生物菌落的组成、变化及功能有显著的变化。研究结果表明：（1）Firmicutes、Proteobacteria、Bacteroidetes和Verrucomicrobia是蜥蜴肠道菌群的核心菌群；（2）与WM相比，WF的微生物多样性和丰富度显著降低；（3）圈养与Firmicutes和Proteobacteria的丧失有关，但也与Bacteroidetes和Verrucomicrobia的引入有关；（4）代谢功能由细菌的变异决定。本研究发现了圈养和性别会影响蜥蜴的肠道微生物群落且细菌与KEGG途径之间的关系，并指出人工环境饲养野生蜥蜴需要考虑其食谱。