青藏高原作為世界上海拔最高的高原，其極端嚴(yán)酷的自然環(huán)境，促使當(dāng)?shù)靥赜袆?dòng)物的腸道微生物群在營(yíng)養(yǎng)代謝方面經(jīng)歷了獨(dú)特的演化歷程。然而，近年來(lái)，隨著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前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。在此背景下，圈養(yǎng)繁殖與野化放歸逐漸成為保護(hù)瀕危物種的核心手段。不過(guò)，人工飼養(yǎng)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(yù)的飲食結(jié)構(gòu)以及醫(yī)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(yīng)激和繁殖障礙等。

目前，腸道微生物群如何響應(yīng)極端環(huán)境變化的機(jī)制仍不明確。白唇鹿（Przewalskium albirostris）是青藏高原特有的國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)保護(hù)動(dòng)物，是研究動(dòng)物微生物群對(duì)季節(jié)變化和人類(lèi)干擾適應(yīng)機(jī)制的理想模型。中國(guó)科學(xué)院西北高原生物研究所動(dòng)物生態(tài)與資源保護(hù)研究團(tuán)隊(duì)，通過(guò)整合 16S rRNA 測(cè)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(tǒng)解析了白唇鹿在冬季和圈養(yǎng)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(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化與適應(yīng)策略提供了重要科學(xué)依據(jù)，也從微生物學(xué)視角為瀕危物種的保護(hù)與管理提供了理論支持。

研究發(fā)現(xiàn)，冬季環(huán)境對(duì)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(qiáng)對(duì)寒冷的適應(yīng)能力。相比之下，圈養(yǎng)環(huán)境促使白唇鹿腸道內(nèi)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(jié)構(gòu)的變化有助于白唇鹿應(yīng)對(duì)腸道炎癥。

功能分析顯示，冬季白唇鹿腸道微生物群顯著增強(qiáng)了碳水化合物、氨基酸代謝及免疫調(diào)節(jié)通路，以應(yīng)對(duì)寒冷和食物短缺的挑戰(zhàn)，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(yǎng)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(diào)節(jié)來(lái)緩解圈養(yǎng)壓力，norank_f_p-2534-18B5_gut_group 在此過(guò)程中貢獻(xiàn)顯著。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升高，而 3 - 羥基丁酸和 (S)-β- 氨基異丁酸在圈養(yǎng)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(yù)測(cè)結(jié)果高度一致，揭示了特定微生物群在環(huán)境適應(yīng)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(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊?Microbiological Research（中國(guó)科學(xué)院生物學(xué) 2 區(qū) 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(guó)家自然科學(xué)基金區(qū)域聯(lián)合重點(diǎn)基金（U20A2012）和青海省自然科學(xué)基金團(tuán)隊(duì)項(xiàng)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(duì)白唇鹿腸道微生物組的影響