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三种混种群鸟的肠道微生物及食性生态位研究

摘要肠道微生物与宿主共同进化的过程中,微生物在数量、种类等方面保持相对稳定,与宿主互利共存,对宿主的生理健康具有重要作用。研究肠道微生物可以更好的了解鸟类的生理健康以及鸟类与食物、环境之间的联系。目前,有关野生鸟类肠道微生物研究主要集中在少数几个种类。在华南地区,以灰眶雀鹛(Alcippe morrisonia)为核心种的混种群非常常见,红头穗鹛(Stachyris ruficeps)、棕颈钩嘴鹛(Pomatorhinus ruficollis)等常常与灰眶雀鹛构成混种群,一起活动、觅食。这三种鸟均属于雀形目,过去均属于画眉鸟科(Timaliidae),目前把灰眶雀鹛归为幽鹛科(Pellorneidae)、红头穗鹛和棕颈钩嘴鹛归为林鹛科(Timaliidae)。它们的亲缘关系较近、均以昆虫为主要食物、且以在林下生活为主,即食性生态位和栖息生态位非常类似。但它们又常常在一起集群活动,这三种集群鸟类之间的共存机制尚不明确。<br>  本文利用16S rDNA测序技术,对灰眶雀鹛、红头穗鹛、棕颈钩嘴鹛的176个粪便样品进行微生物高通量测序,结合生物信息学分析这三种鸟类在繁殖季和非繁殖季的的肠道微生物组成、以及它们的肠道微生物生态位宽度和生态位重叠值。结果发现不管是繁殖季还是非繁殖季,厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(proteobacteria)在灰眶雀鹛,棕颈钩嘴鹛,红头穗鹛三种鸟类肠道中都占有主导地位。繁殖季时,变形菌门在灰眶雀鹛、棕颈钩嘴鹛和红头穗鹛三种鸟肠道中的相对丰度依次为73.02%、63.4%、45.8%,厚壁菌门相对丰度依次为21%、32.8%、28.3%。在非繁殖季,变形菌门、厚壁菌门在灰眶雀鹛中的比例依次为56.57%、8.46%,在棕颈钩嘴鹛中的比例依次为76.24%、7.33%,在红头穗鹛中的比例依次为65.50%、11.89%。三种乌厚壁菌门的比例都是繁殖季高于非繁殖季,非繁殖季,蓝细菌门(Cyanobacteria)则是明显多于繁殖季,而其他微生物,在繁殖期与非繁殖期的比例变化规律并不一致。<br>  两个季节176个样本中共生成了523个OTU,其中繁殖季节有481个,非繁殖期有517个。繁殖季三种鸟类中,红头穗鹛OTU数目、chao1、ACE、Shannon指数最高,并且与灰眶雀鹛存在显著差异。非繁殖灰眶雀鹛OTU数目、ACE、Chao1、Simpson指数都低于棕颈钩嘴鹛。繁殖季与非繁殖季三组样品,组间差异显著大于组内差异,各组样品都有显著不同于其他组的微生物。两个时期同种鸟类,在各分类水平上,种类大体相似,含量上有差异。<br>  繁殖期灰眶雀鹛、棕颈钩嘴鹛和红头穗鹛三种鸟类的肠道微生物生态位宽度分别为1.36、1.34、1.43,三者非常接近。生态位重叠值以灰眶雀鹛和棕颈钩嘴鹛最高(0.78),棕颈钩嘴鹛和红头穗鹛(0.54)最低。非繁殖期生态位宽度最宽的是灰眶雀鹛(1.63),其次是红头穗鹛(1.46)撮窄的鸟种是棕颈钩嘴鹛(1.31)。在非繁殖期,灰眶雀鹛和红头穗鹛的生态位重叠度最高,重叠指数为0.85,其次为棕颈钩嘴鹛和红头穗鹛,重叠指数为0.70,生态位重叠最低的为灰眶雀鹛和棕颈钩嘴鹛,重叠指数为0.62。<br>  本文研究揭示:季节变化引起的食物资源改变,是影响肠道微生物变化的重要因素,从而影响鸟类种间的生态位。在繁殖期,灰眶雀鹛与红头穗鹛的肠道微生物重叠小,可以减少两种鸟在其它生态位上的竞争压力;而在非繁殖季,尽管三种鸟的肠道微生物重叠较高,但可以通过广泛捕食不同食物,减少彼此间的竞争。从而达到它们在混种群中的共存。

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导师 邹发生
学位信息:
中国科学院大学 生物学 生物工程(硕士) 2019年
分类号 Q959.708
发布时间 2020-01-15(万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间)
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