摘要：文章旨在分析纳木错裸鲤（Gymnocypris namensis）肠道微生物的群落结构和多样性特征，并对其潜在功能进行探索，从而为其健康稳定生长和发育以及保持纳木错生态系统的稳定性提供数据支撑。文章通过Illumina Miseq平台对纳木错裸鲤肠道微生物进行高通量测序，共计得到优化后的序列554 607条，优化总碱基数229 224 641 bp。经DADA2降噪后，8个样本共产生346 272条序列，获得2 598个ASVs，统计共得到26个门、63个纲、134个目、189个科、251个属、361个种。雌、雄纳木错裸鲤在f Desulfosarcinaceae、f Rubritaleaceae、f norank o norank c Berkelbacteria这三个菌属之间存在显著差异（P<0.05）。功能预测结果显示，肠道微生物编码的基因与蛋白质加工、合成以及新陈代谢紧密相关，涉及翻译，核糖体结构和生物发生及氨基酸运输和代谢功能类群的相对丰度较高。

　　关键词：纳木错裸鲤；肠道微生物；多样性；功能预测

　　青藏高原是世界上湖泊群最密集的地区，面积大于1.0 km2的湖泊有1 091个[1]。青藏高原的湖泊面积约占我国湖泊总面积的50%[2]。纳木错位于西藏自治区中部，流域属于藏北高原区，气候类型为高原亚寒带半干旱季风气候，湖面整体呈东西走向，是封闭型内流湖泊，湖面海拔4 730 m，流域面积10 610 km2[3]。青藏高原上复杂的水网孕育出许多独特的高原土著鱼类[4]，纳木错裸鲤为其中的典型代表。

　　纳木错裸鲤（Gymnocypris namensis），是中国栖息地海拔最高的高原裂腹鱼，隶属于鲤形目鲤科裂腹鱼亚科纳木错裸鲤属，分布于纳木错湖及入湖河流的各支流中，是纳木错湖内唯一的经济鱼类[5-6]。其对恶劣的高原环境的适应能力极强[7]，但目前尚未有关纳木错裸鲤中肠道微生物的报道。

　　动物体内的肠道微生物数量庞大，结构复杂，与宿主相互依赖、相互制约，经过长期的进化[8]，与宿主肠道形成了特定的肠道微生态系统，发挥着营养、防御和免疫调节等生理功能，对机体的生长发育具有重要影响[9]。肠道作为鱼类的重要消化器官，其中寄居着大量的微生物，构成了一种特殊的生态位[10]。

　　本文以纳木错裸鲤的肠道细菌为研究对象，通过分析其群落组成及多样性，对其功能进行预测，以期为探索纳木错裸鲤肠道菌群的作用、了解其消化特性提供参考，推动保障纳木错裸鲤的健康生长发育和纳木错生态系统的稳定性。

　　1材料与方法

　　1.1样本的采集

　　试验鱼样本采集自纳木错湖区，公、母鱼各4尾，无病害症状，当天带回实验室。

　　1.2样本的处理

　　在超净工作台中，先用50 mg/L的三卡因（MS222）对纳木错裸鲤进行麻醉，然后用75%乙醇对其体表进行消毒，无菌取出肠道内容物，最后将其存放在无菌离心管中，液氮速冻，保存于-80℃的超低温冰箱中待高通量测序。

　　1.3样本测序及数据处理

　　纳木错裸鲤肠道细菌测序引物设计为：16SrRNAV3-V4区（338F-806R），PCR产物在Illumina MiSeq平台测序（上海美吉）。使用QIIME2（2022.2）进行微生物组生物信息学分析。使用classify-sklearn分类器，通过silva138/16s_bacteria对ASVs代表序列进行分类学注释，并利用mothur（1.30.2）计算不同随机抽样下的Alpha多样性指数。结合R软件（3.3.1）中的boot（1.3.18）、stats（3.3.1）包和pheatmap（1.0.8）包等处理后续数据。

　　2结果与分析

　　2.1肠道微生物多样性分析

　　经过高通量测序，共计得到优化后的序列554 607条，优化总碱基数229 224 641 bp。经DADA2降噪后，8个样本共产生346 272条序列，获得2 598个ASVs。统计共得到26个门、63个纲、134个目、189个科、251个属、361个种。通过Alpha多样性分析发现，8个样本的丰富度和均匀度存在显著差异，平均覆盖度Coverage为99.9%。其中，样本NMGF4的ACE指数和Chao1指数最高。具体如表1所示。

　　2.2纳木错裸鲤在门、属水平上的肠道细菌群落结构

　　根据门水平分布可知（见图1.a），纳木错裸鲤的肠道微生物主要由梭杆菌门（Fusobacteriota）、变形菌门（Proteobacteria）、蓝藻门（Cyanobacteria）、绿弯菌门（Chloroflexi）、脱硫菌门（Desulfobacterota）、放线菌门（Actinobacteriota）、疣微菌门（Verrucomicrobiota）、髌骨细菌门（Patescibacteria）等组成。其中，样本NMGM3中含有少量的厚壁菌门（Firmicutes，1.01%）；梭杆菌门（Fusobacteriota）在8个样本中的占比都比较大。Nitrospirota、WPS-2、Synergistota、RCP2-54、Deinococcota为雄性纳木错裸鲤所特有的菌门；Campilobacterota则为雌性纳木错裸鲤所特有的菌门。

　　属水平上的分析表明，样本NMGM1的菌落结构以Cetobacterium（71.04%）、Shewanella（7.46%）、Candidatus_Competibacter（2.86%）为主；样本NMGM2的菌落结构以Cetobacterium（37.46%）、Cyanobium_ PCC-6307（9.66%）、Candidatus_Competibacter（8.44%）为主；样本NMGM3的菌落结构以Cetobacterium（59.93%）、Candidatus_Competibacter（5.40%）、f Steroidobacteraceae（3.06%）为主；样本NMGM4的菌落结构以Cetobacterium（67.11%）、Shewanella（9.27%）、Candidatus_Competibacter（3.60%）为主；样本NMGF1的菌落结构以Cetobacterium（58.66%）、Cyanobium_PCC-6307（10.27%）、Candidatus_ Competibacter（4.15%）为主；样本NMGF2的菌落结构以Cetobacterium（35.48%）、Cyanobium_PCC-6307（19.27%）、Candidatus_Competibacter（7.67%）为主；样本NMGF3的菌落结构以Cetobacterium（52.44%）、Candidatus_Competibacter（6.62%）、Shewanella（5.18%）为主；样本NMGF4的菌落结构以Cetobacterium（63.75%）、Shewanella（5.38%）、Cyanobium_PCC-6307（4.65%）为主（见图1.b）。

　　f norank o norank c SJA-28、f norank o Candidatus_Kerfeldbacteria、Desulfopila等菌属为雄性纳木错裸鲤特有菌属，而f Simkaniaceae、Leucobacter、f Peptococcaceae等菌属为雌性纳木错裸鲤特有菌属。

　　2.3基于属水平的肠道细菌群落结构差异

　　在属水平方面，根据群落丰度数据，对雌雄两组样本微生物群落的物种进行Wilcoxon秩和检验，以评估物种丰度差异的显著性水平。结果表明，所有样本中的f Desulfosarcinaceae、f Rubritaleaceae、f norank o norank c Berkelbacteria存在显著差异（P<0.05）（见图2）。

　　2.4肠道微生物群落功能预测

　　通过PICRUSt2对雌雄两组肠道菌群进行功能预测和丰度组成分析后发现，各类功能通路在2组样本中的丰度差异并不大，雌、雄纳木错裸鲤的肠道菌群表达的功能较为稳定。COG功能分类统计结果表明，在其肠道菌群富集的通路中，涉及翻译，核糖体结构和生物发生（Translation，ribosomal structure and biogenesis）及氨基酸运输和代谢（Amino acid transport and metabolism）功能类群的相对丰度较高（见图3）。由此可见，肠道微生物编码的基因与蛋白质加工、合成以及新陈代谢紧密相关。

　　3结论

　　本文通过探究总结出，纳木错裸鲤的肠道优势细菌菌门为，梭杆菌门、变形菌门、蓝藻门、绿弯菌门、脱硫菌门、放线菌门；其优势菌属为，Cetobacterium、Cyanobium_PCC-6307、Candidatus_ Competibacter、Shewanella、f Arenicellaceae、f Steroidobacteraceae、f Cyanobiaceae、f norank_o 1-20；雌、雄纳木错裸鲤在f Desulfosarcinaceae、f Rubritaleaceae、f norank o norank c Berkelb acteria这三个菌属之间存在显著差异（P<0.05）。功能预测结果显示，肠道微生物编码的基因与蛋白质加工、合成以及新陈代谢密切相关，涉及翻译，核糖体结构和生物发生及氨基酸运输和代谢功能类群的相对丰度较高

　　参考文献

　　［1］张国庆.青藏高原湖泊变化遥感监测及其对气候变化的响应研究进展［J］.地理科学进展,2018,37(02):214-223.

　　［2］张国庆,王蒙蒙,周陶,等.青藏高原湖泊面积、水位与水量变化遥感监测研究进展［J］.遥感学报,2022,26(01):115-125.

　　［3］刘金凤,田碧青,吴常雪,等.1976—2021年纳木错和色林错湖泊面积变化及驱动因素分析［J/OL］.盐湖研究:1-8［2024-03-23］.

　　［4］赵亚辉,张洁,张春光.青藏高原鱼类的多样性［J］.生物学通报,2008(7):8-10.

　　［5］LUO H,ZHANG J,HU B,et al.Full-length transcript sequencing accelerates the transcriptome research of Gymnocypris namensis,an iconic fish of the Tibetan Plateau［J］.Scientific Reports,2020,10(1):9668.

　　［6］山谷,郭文轩,李信,等.纳木错裸鲤染色体组的构成及倍性分析［J］.大连海洋大学学报,2022,37(2):251-257.

　　［7］何德奎,陈毅峰,蔡斌.纳木错裸鲤性腺发育的组织学研究［J］.水生生物学报,2001(1):1-13.

　　［8］冯丹,高小迪,李云凯.海洋鱼类肠道微生物研究进展及应用前景［J］.生态学杂志,2021,40(1):255-265.

　　［9］高权新,吴天星,王进波.肠道微生物与寄主的共生关系研究进展［J］.动物营养学报,2010,22(3):519-526.

　　［10］J M B.The microbiome revolution［J］.Journal of Clinical Investigation,2014,124(10):4162-4165.