西北高原所在青藏高原特有濒危物种白唇鹿极端环境适应机制研究中取得新进展

青藏高原作为世界上海拔最高的高原，其极端严酷的自然环境，促使当地特有动物的肠道微生物群在营养代谢方面经历了独特的演化历程。然而，近年来，随着全球气候变化加剧以及人类活动的日益频繁，青藏高原的生物多样性正面临着前所未有的严峻挑战。在此背景下，圈养繁殖与野化放归逐渐成为保护濒危物种的核心手段。不过，人工饲养虽然能够有效提高野生动物的食物获取效率，但也因人为干预的饮食结构以及医疗措施的使用，引发了一系列新问题，如代谢紊乱、感染应激和繁殖障碍等。

目前，肠道微生物群如何响应极端环境变化的机制仍不明确。白唇鹿（Przewalskium albirostris）是青藏高原特有的国家一级重点保护动物，是研究动物微生物群对季节变化和人类干扰适应机制的理想模型。中国科学院西北高原生物研究所动物生态与资源保护研究团队，通过整合 16S rRNA 测序、宏基因组学与非靶向代谢组学等多组学方法，系统解析了白唇鹿在冬季和圈养环境下的肠道微生物组成、功能潜力及代谢特征。该研究不仅为理解高原特有动物肠道微生态系统的动态变化与适应策略提供了重要科学依据，也从微生物学视角为濒危物种的保护与管理提供了理论支持。

研究发现，冬季环境对白唇鹿肠道微生物群的组成、功能与代谢特征产生了显著影响。冬季环境促进白唇鹿肠道富集短链脂肪酸（SCFAs）产生菌，其核心菌属包括 norank_o_Rhodospirillales、Rikenellaceae_RC9_gut_group 和 unclassified_c_Clostridia，这些菌群有助于白唇鹿在寒冷环境中获取能量，增强对寒冷的适应能力。相比之下，圈养环境促使白唇鹿肠道内富集潜在致病菌以及少量 SCFAs 产生菌，主要包括 norank_f_p-2534-18B5_gut_group、Cellulosilyticum 和 Paeniclostridium，这些菌群结构的变化有助于白唇鹿应对肠道炎症。

功能分析显示，冬季白唇鹿肠道微生物群显著增强了碳水化合物、氨基酸代谢及免疫调节通路，以应对寒冷和食物短缺的挑战，其中 Rikenellaceae_RC9_gut_group 和 unclassified_c_Clostridia 两个菌属发挥了关键作用。而圈养白唇鹿则富集了与肠道炎症相关的通路，并通过免疫调节来缓解圈养压力，norank_f_p-2534-18B5_gut_group 在此过程中贡献显著。代谢组学分析进一步证实，丁酸、戊酸和丙戊酸在冬季组中显著升高，而 3 - 羟基丁酸和 (S)-β- 氨基异丁酸在圈养组中更为富集。这些差异代谢物与相关通路和宏基因组功能预测结果高度一致，揭示了特定微生物群在环境适应中的关键作用。

研究成果以 Extreme winter environment dominates gut microbiota and metabolome of white-lipped deer 为题，发表在国际知名学术期刊 Microbiological Research（中国科学院生物学 2 区 TOP 期刊，影响因子 6.1）。西北高原所博士研究生李斌为论文第一作者，张同作研究员与蔡振媛副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金区域联合重点基金（U20A2012）和青海省自然科学基金团队项目（2023-ZJ-901T）的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.micres.2025.128182

极端环境对白唇鹿肠道微生物组的影响