同域中鼩鼱不同季节肠道菌群结构及功能研究

doi:10.16829/j.slxb.151122

摘要/Abstract

摘要：

肠道菌群与宿主的行为、健康和发育密切相关，其受到季节、食物组成及环境等多种因素的影响。为探究不同季节同域中鼩鼱（Sorex caecutiens）的肠道菌群差异，本研究采集了夏、秋、冬3个季节的33号中鼩鼱样本（分为夏季组、秋季组和冬季组），对其肠道内容物进行16S rRNA基因高通量测序，对测序结果物种注释后，分析肠道菌群的物种组成、α多样性、β多样性、组间差异和功能。结果显示，3组中鼩鼱肠道菌群的Simpson和Chao1指数无显著差异，冬季组的Shannon指数显著高于其他2组（P < 0.05）。β多样性分析结果显示，3组中鼩鼱肠道菌群的结构存在差异（P < 0.01）。在门水平上，夏季和秋季组的优势菌门为厚壁菌门（Firmicutes）（分别为52.39%和53.21%）和弯曲菌门（Campylobacterota）（分别为23.42%和21.41%），冬季组的优势菌门为变形菌门（Proteobacteria）（41.15%）和弯曲菌门（29.27%）。属水平上，中鼩鼱夏季和秋季组的优势菌属为支原体属（Mycoplasma）（分别为23.42%和41.22%）和螺杆菌属（Helicobacter）（分别为21.94%和21.41%）。冬季组的优势菌属为螺杆菌属（29.27%）。LEfSe分析发现，厚壁菌门、疣微菌门（Verrucomicrobiota）和脱硫菌门（Desulfobacterota）在秋季大量富集，变形菌门、放线菌门（Actinobacteriota）和拟杆菌门（Bacteroidota）在冬季大量富集。功能分析结果显示，肠道菌群中代谢相关通路在3组占绝对优势（相对丰度 > 75%），秋季组肠道菌群中遗传信息处理通路丰度显著高于其他2组（P < 0.05）。通过对3个季节中鼩鼱肠道菌群的分析，初步了解了中鼩鼱肠道菌群的组成及功能，及其随季节发生变化以适应食物的规律。

关键词: 中鼩鼱, 肠道微生物, 16S rRNA基因测序, 高通量测序

Abstract:

The gut microbiota is closely related to the host’s behavior, health, and development, and is influenced by a variety of factors such as season, diet, and environment. To explore the differences in the gut microbiota of Sorex caecutiens in different seasons, we collected samples from 33 S. caecutiens individuals in summer, autumn, and winter (Divided into summer group, autumn group, and winter group), and performed high-throughput sequencing of the 16S rRNA gene on their gut contents. After species annotation of the sequencing results, the species composition, α-diversity, β-diversity, inter-group differences, and functions of the gut microbiota were analyzed. The results showed that there were no significant differences in the Simpson and Chao1 indices of the gut microbiota of S. caecutiens in the three seasons, while the Shannon index of the winter group was significantly higher than that of the other two seasons (P < 0.05). Theβ-diversity analysis results indicated that there were differences in the gut microbiota structure of S. caecutiens in the three seasons (P < 0.01). At the phylum level, the dominant phylum in summer and autumn were Firmicutes (52.39%, 53.21%) and Campylobacterota (23.42%, 21.41%), while in winter, the dominant phylum were Proteobacteria (41.15%) and Campylobacterota (29.27%). At the genus level, the dominant genus in summer and autumn were Mycoplasma (23.42%, 41.22%) and Helicobacter (21.94%, 21.41%), while in winter, the dominant genus was Helicobacter (29.27%). LEfSe analysis revealed that Firmicutes, Verrucomicrobiota, and Desulfobacterota were enriched in autumn, while Proteobacteria, Actinobacteriota, and Bacteroidota were enriched in winter. The functional analysis results showed that metabolism was the dominant function in all three groups (relative abundance > 75%), and the functional abundance of genetic information processing in the gut microbiota of S. caecutiens in autumn was significantly higher than that in the other two seasons (P < 0.05). Through the analysis of the gut microbiota in the three seasons, we gained a preliminary understanding of the composition and function of the gut microbiota of S. caecutiens, which changes with the seasons to adapt to the different feeding habits.

Key words: Sorex caecutiens, Gut microbiota, 16S rRNA gene sequencing, High-throughput sequencing

中图分类号:

Q958.1

薛淇元, 蔡赫, 张亦飞, 高艺, 郭秋颖, 张智慧, 金志民, 张隽晟, 刘铸. 同域中鼩鼱不同季节肠道菌群结构及功能研究[J]. 兽类学报, 2026, 46(5): 734-743.

Qiyuan XUE, He CAI, Yifei ZHANG, Yi GAO, Qiuying GUO, Zhihui ZHANG, Zhimin JIN, Junsheng ZHANG, Zhu LIU. Gut microbiota structure and function in Sorex caecutiens across different seasons within the same region[J]. ACTA THERIOLOGICA SINICA, 2026, 46(5): 734-743.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://www.mammal.cn/CN/10.16829/j.slxb.151122

https://www.mammal.cn/CN/Y2026/V46/I5/734

图/表 8

图1 物种稀释曲线. S group：夏季组；A group：秋季组；W group：冬季组

Fig.1 Species rarefaction curve. S group: Summer group; A group: Autumn group; W group: Winter group

图2 不同季节中鼩鼱肠道菌群ASVs韦恩图. S group：夏季组；A group：秋季组；W group：冬季组

Fig.2 ASVs Venn diagram of Sorex caecutiens gut microbial in differents seasons. S group: Summer group; A group: Autumn group; W group: Winter group

图3 中鼩鼱肠道微生物群落门水平（A）和属水平组成（B）. S group：夏季组；A group：秋季组；W group：冬季组

Fig.3 Gut microbial community composition of Sorex caecutiens at the phylum level (A) and genus level (B). S group: Summer group；A group: Autumn group; W group: Winter group

表1 中鼩鼱样本肠道菌群多样性指数统计表

Table 1 Diversity index of samples of gut microbiota in Sorex caecutiens

α多样性

α-diversity

夏季组

Summer group

秋季组

Autumn group

冬季组

Winter group

P值

P value

Shannon指数Shannon index

Simpson 指数Simpson index

图4 中鼩鼱肠道菌群的β多样性. A：基于unweighted unifrac距离构建的UPGMA聚类树；B：基于unweighted unifrac距离的PCoA分析；C：基于weighted unifrac距离的PCoA分析. S group：夏季组；A group：秋季组；W group：冬季组

Fig.4 The β-diversity of gut microbiota in Sorex caecutiens. A: UPGMA clustering tree constructed based on unweighted unifrac distance; B: PCoA analysis based on unweighted unifrac distance; C: PCoA analysis based on weighted unifrac distance. S group: Summer group; A group: Autumn group; W group: Winter group

图5 不同季节中鼩鼱肠道微生物LEfSe分析. S group：夏季组；A group：秋季组；W group：冬季组

Fig.5 LEfSe analysis of gut microbiota in Sorex caecutiens in different seasons. S group: Summer group; A group: Autumn group; W group: Winter group

图6 不同季节中鼩鼱肠道微生物功能注释. S group：夏季组；A group：秋季组；W group：冬季组

Fig.6 Functional annotation of the gut microbiota of Sorex caecutiens in different seasons. S group: Summer group; A group: Autumn group; W group: Winter group

表2 不同季节中鼩鼱肠道微生物功能丰度差异

Table 2 Differences in functional abundance of the gut microbiota of Sorex caecutiens in different seasons

分类水平 Level	功能 Function	夏季组 Summer group	秋季组 Autumn group	冬季组 Winter group	SEM	P值 P value
Level 1	遗传信息处理 Genetic information processing	247 783^b	311 014^a	243 871^b	11 750	0.016
Level 2	核苷酸代谢 Nucleotide metabolism	37 864^ab	46 793^a	35 943^b	1 997	0.037
	复制与修复 Replication and repair	111 734^b	142 020^a	104 670^b	5 991	0.012
	翻译 Translation	62 079^b	81 385^a	57 068^b	3 438	0.003
	外源化合物生物降解与代谢 Xenobiotics biodegradation and metabolism	64 815^b	74 088^b	132 296^a	7 785	< 0.001
	癌症概述 Cancers： overview	0^b	359^a	0^b	53	0.001
	心血管疾病 Cardiovascular diseases	2^b	5^b	44^a	7	0.039
	免疫系统 Immune system	1 335^ab	1 718^a	1 094^b	111	0.047
	传染病‑寄生虫病 Infectious diseases： parasitic	623^b	565^b	1 601^a	163	0.016
	信号转导 Signal transduction	7 306^b	7 419^b	12 495^a	910	0.038
	运输与代谢 Transport and catabolism	3 401^b	3 039^b	7 076^a	496	< 0.001

参考文献

	Baniel A， Amato K R， Beehner J C， Bergman T J， Mercer A， Perlman R F， Petrullo L， Reitsema L， Sams S， Lu A， Snyder M N，2021. Seasonal shifts in the gut microbiome indicate plastic responses to diet in wild geladas［J］. Microbiome，9（1）：1‑20. DOI：10.1186/s40168-020-00977-9 .
	Churchfield S， Rychlik L，TaylorJr，2012. Food resources and foraging habits of the common shrew，Sorex araneus：does winter food shortage explain Dehnel’s phenomenon？［J］. Oikos，121（10）：1593‑1602. DOI：10.1111/j.1600-0706.2011.20462.x .
	Cui X Y， Zhang Q R， Zhang Q D， Zhang Y Y， Chen H， Liu G Q， Zhu L F，2022. Research progress of the gut microbiome in hybrid fish［J］.Microorganisms，10（5）：891‑891. DOI：10.3390/microorganisms10050891 .
	Dejong T M，1975. A comparison of three diversity indices based on their components of richness and evenness［J］. Oikos，26（2）：222‑227. DOI：10.2307/3543712 .
	Guo Shihui， Yu Yongtao， Wan Jiahong， Mao Yanni， Zhang Haodong， Zhang Jinshen， Tian Xinyue， Zhao Qingmei，2022. Progress in research on the relationship between Proteobacteria and the imbalance of mammalian colonic intestinal flora［J］. Chinese Journal of Microecology，34（4）：479‑484. DOI：10.13381/j.cnki.cjm. 202204021. （in Chinese with English abstract）
	Hoffmann R S，1987. A review of the systematics and distribution of Chinese red‑toothed shrews（Mammalia： Soricinae）［J］.Acta Theriologica Sinica，7（2）：100‑139.
	Huang Xiaolong， Li Haibo， Zhang Xu， Cheng Shaochuan， Yan Yuying， Yang Wei， Meng Bingshun， Wang Cheng， Yang Jie， Ran Jingcheng，2024. Difference of gut microbial structure between Rhinopithecus brelichi and Macaca thibetana in Fanjingshan Nature Reserve［J］.Acta Theriologica Sinica，44（2）：183‑194.DOI：10.16829/j.slxb.150837. （in Chinese with English abstract）
	Klenovšek T， Novak T， Čas M， Trilar T， Janžekovič F，2013. Feeding ecology of three sympatric Sorex shrew species in montane forests of Slovenia［J］.Folia Zoologica，62（3）：193‑199. DOI：10.25225/fozo.v62.i3.a4.2013 .
	Konopiński M K，2020. Shannon diversity index：a call to replace the original Shannon’s formula with unbiased estimator in the population genetics studies［J］.PeerJ，8：e9391.DOI：10.7717/peerj.9391.eCollection 2020 .
	Liu Zhu， Jiang Wenjing， Wang Aonan， Yang Qian， Jin Zhimin， Tian Xinmin， Li Dianwei，2020. Genetic diversity and molecular phylogeography of Sorex caecutiens in northeast China［J］. Acta Theriologica Sinica，40（3）：249‑260. DOI：10.16829/j.slxb.150208. （in Chinese with English abstract）
	Liu Zhu， Li Boqi， Tian Xinmin， Li Dianwei， Zhang Junsheng， Jin Jianli， Wang Aonan， Wang Zhu， Li Jinxu，2019. Current progress and prospects in the molecular ecology of Soricidae in northeast Asia［J］.Acta Ecologica Sinica，39（19）：7322‑7331.DOI：10.5846/stxb201807251594. （in Chinese with English abstract）
	Lynch J B， Hsiao E Y，2019. Microbiomes as sources of emergent host phenotypes［J］.Science，365（6460）：1405‑1409.DOI：10.1126/science.aay0240 .
	Ochoa S， Collado L，2021. Enterohepatic Helicobacter species–clinical importance，host range，and zoonotic potential［J］. Critical Reviews in Microbiology，47（6）：728‑761. DOI：10.1080/1040841x.2021.1924117 .
	Parker A， Lawson M A E， Vaux L， Pin C，2018. Host‑microbe interaction in the gastrointestinal tract［J］.Environmental Microbiology，20（7）：2337‑2353. DOI：10.1111/1462-2920.13926 .
	Rasmussen J A， Villumsen K R， Duchêne D A， Puetz L C， Delmont T O， Sveier H， Jørgensen L V， Præbel K， Martin M D， Bojesen A M， Gilbert M T，2021. Genome‑resolved metagenomics suggests a mutualistic relationship between Mycoplasma and salmonid hosts［J］.Communications Biology，4（1）：579. DOI：10.1038/s42003-021-02105-1 .
	Shin N R， Whon T W， Bae J W，2015. Proteobacteria： microbial signature of dysbiosis in gut microbiota［J］.Trends in Biotechnology，33（9）：496‑503.DOI：10.1016/j.tibtech. 2015.06.011 .
	Shi Y H， Xiao J J， Liu Y Y， Deng Y J， Feng W Z， Wei D， Liao M， Cao H Q，2021. Gut microbiota influence on oral bioaccessibility and intestinal transport of pesticides in Chaenomeles speciosa ［J］.Food Chemistry，339：127985‑127985.DOI：10.1016/j.foodchem.2020.127985 .
	Sun Y， Zhang S， Nie Q， He H， Tan H， Geng F， Ji H， Hu J， Nie S，2023. Gut firmicutes：relationship with dietary fiber and role in host homeostasis［J］. Critical Reviews in Food Science and Nutrition，63（33）：12073‑12088. DOI：10.1080/10408398.2022.2098249 .
	Sun Yuexin， Zhou Yongxian， Wu Xiaoping， Ma Guangren，1994. Preliminary investigation of insectivora order in the southwest of Changbai Mountain［J］.Chinese Journal of Zoology，29（2）：57‑58.DOI：10.13859/j.cjz.1994.02.018. （in Chinese with English abstract）
	Teng Wei，2023. Interaction between personality and gut microbiota in chipmunk［D］.Harbin：Northeast Forestry University. （in Chinese with English abstract）
	Yan H， He Q C， Jiao W， Feng P H， Guang S J，2020. Gut microbiota and fecal metabolites in captive and wild north China leopard（Panthera pardus japonensis）by comparsion using 16S rRNA gene sequencing and LC/MS‑based metabolomics［J］. BMC Veterinary Research，16（1）：363‑363. DOI：10.1186/s12917-020-02583-1 .
	Yan X， Sun Q， Xu K， Zhuo J， Sun Y， Qian G， Zhang X， Sun L，2025.Deep‑Sea cold seep campylobacterota：diversity，growth，metabolic characteristics，and nutrient production［J］. Microorganisms，13（5）：1028.DOI：10.3390/microorganisms13051028 .
	Zhao G， Qi M P， Wang Q K， Hu C M， Li X， Chen Y Y， Yang J Y， Yu H L， Chen H C， Guo A Z，2023. Gut microbiome variations in Rhinopithecus roxellanae caused by changes in the environment［J］.BMC Genomic，24（1）：62‑62. DOI：10.1186/s12864-023-09142-6 .
	Zhang K Q， Wang X X， Gong X， Sui J L，2022. Gut microbiome differences in rescued common kestrels（Falco tinnunculus）before and after captivity［J］. Frontiers in Microbiology，13：858592. DOI：10.3389/fmicb.2022.858592 .
	Zhang Yang， Han Weijie， Zhang Manyu， Zhang Tianxiang， Huang Xiaofeng，2024. Study on the gut microbial diversity of Leucogeranus leucogeranus and Anser cygnoides in farmland habitats around Poyang Lake［J］. Chinese Journal of Wildlife，45（3）：551‑560. DOI：10.12375/ysdwxb.20240316. （in Chinese with English abstract）
	Smith A T，解焱，2009.中国兽类野外手册［M］.长沙：湖南教育出版社．
	王应祥，2003. 中国哺乳动物种和亚种分类名录与分布大全［M］. 北京：中国林业出版社.
	刘铸，蒋纹静，王奥男，杨茜，金志民，田新民，李殿伟，2020. 东北地区中鼩鼱遗传多样性与分子系统地理学［J］. 兽类学报，40（3）：249‑260. DOI：10.16829/j.slxb.150208 .
	刘铸，李博琦，田新民，李殿伟，张隽晟，金建丽，王奥男，王詝，李金旭，2019. 东北亚地区鼩鼱科动物分子生态学研究进展［J］. 生态学报，39（19）：7322‑7331. DOI：10.5846/stxb201807251594 .
	孙悦欣，周永先，吴小平，马广仁，1994. 长白山西南部食虫目初步调查［J］. 动物学杂志，29（2）：57‑58. DOI：10.13859/j.cjz.1994.02.018 .
	张阳，韩卫杰，张曼玉，张天祥，黄晓凤，2024. 鄱阳湖周边农田生境中越冬白鹤和鸿雁肠道微生物多样性研究［J］. 野生动物学报，45（3）：551‑560. DOI：10.12375/ysdwxb.20240316 .
	郭仕辉，余永涛，万佳宏，毛彦妮，张浩东，张津慎，田新岳，赵清梅，2022. 变形菌门与哺乳动物结肠肠道菌群失调相关研究进展［J］.中国微生态学杂志，34（4）：479‑484. DOI： 10.13381/j.cnki.cjm.202204021 .
	黄小龙，李海波，张旭，程绍传，晏玉莹，杨伟，蒙秉顺，王丞，杨杰，冉景丞，2024. 梵净山同域分布黔金丝猴与藏酋猴的肠道微生物结构差异［J］. 兽类学报，44（2）：183‑194. DOI： 10.16829/j.slxb.150837 .
	蒋志刚，2015.中国哺乳动物多样性及地理分布［M］.北京：科学出版社.
	滕威，2023. 花鼠个性和肠道菌群的相互影响［D］. 哈尔滨：东北林业大学.

[1]	高霄龙, 张万相, 翟红娟, 朱涵毅, 张知彬. 海南褐家鼠和黄胸鼠肠道菌群差异及共存机制探讨[J]. 兽类学报, 2026, 46(5): 705-719.
[2]	张泽伟, 王思雨, 李国梁. 不同生境类型和季节变化对布氏田鼠肠道菌群组成和群落组装的影响[J]. 兽类学报, 2026, 46(5): 688-704.
[3]	黄鑫磊, 郎伟, 冯江, 刘博宇. 蝙蝠肠道微生物研究进展[J]. 兽类学报, 2026, 46(5): 638-649.
[4]	张天馨, 朱万龙. 食物限制下小型哺乳动物肠道微生物的跨尺度生理生态效应[J]. 兽类学报, 2026, 46(5): 650-669.
[5]	袁子雨, 刘一心, 胡义波. 鼬超科动物肠道微生物组研究进展与展望[J]. 兽类学报, 2026, 46(5): 621-637.
[6]	孙雨婷, 杨东东, 李印虎, 巩匆然, 胡罕, 苏丽娜, 李佩韦, 刘艳, 张洪锋, 吴晓民. 不同性别藏羚肠道菌群分析[J]. 兽类学报, 2026, 46(2): 278-286.
[7]	李燏湘, 田西, 刘纯兵, 于黎. 圈养对野生哺乳动物肠道微生物的影响[J]. 兽类学报, 2026, 46(1): 1-19.
[8]	聂永刚, 张超, 高华窈, 刘翰卿, 谢冰. 中国大中型陆生哺乳动物保护研究进展[J]. 兽类学报, 2025, 45(5): 559-576.
[9]	王霞, 陈雨, 郑海峰, 钟伟, 陈丽霞, 孙雅望. 金佛山国家级自然保护区黑叶猴种群数量分布与肠道微生物组成[J]. 兽类学报, 2025, 45(3): 324-332.
[10]	赵星, 马锐, 吴蔚, 李明喜, 陈超, 周延山, 洪明生, 齐敦武. 不同生活环境下小熊猫皮质醇和肠道微生物的变化规律[J]. 兽类学报, 2024, 44(4): 427-435.
[11]	董昕, 陈慧青, 张璐, 尚国珍, 吴雁, 边疆晖. 食物中蛋氨酸含量对高原鼠兔肠道微生物群落的影响[J]. 兽类学报, 2024, 44(4): 411-426.
[12]	黄小龙, 李海波, 张旭, 程绍传, 晏玉莹, 杨伟, 蒙秉顺, 王丞, 杨杰, 冉景丞. 梵净山同域分布黔金丝猴与藏酋猴的肠道微生物结构差异[J]. 兽类学报, 2024, 44(2): 183-194.
[13]	张泽明, 姚红玉, 吴楠, 赵玲玲, 顾逸如, 王宇, 吴弘, 赵大鹏. 同一笼养生境下金头狮面狨猴、赤掌柽柳猴和棉顶狨猴肠道菌群比较[J]. 兽类学报, 2023, 43(5): 580-592.
[14]	邹书珍, 罗亚, 程鸣, 王凡, 黎大勇, 康迪, 唐贇. 滇金丝猴肠道微生物四环素抗性基因和肠道环境特征[J]. 兽类学报, 2023, 43(3): 304-314.
[15]	江峰, 宋鹏飞, 张婧捷, 高红梅, 汪海静, 蔡振媛, 刘道鑫, 张同作. 不同养殖场林麝肠道微生物组成和功能的差异[J]. 兽类学报, 2023, 43(2): 129-140.