肠道微生物组在豆娘体内形成宿主免疫和病原体负荷的纬度差异。

IF 3.7 1区环境科学与生态学 Q1 ECOLOGY

Journal of Animal Ecology Pub Date : 2025-08-22 DOI:10.1111/1365-2656.70119

Charlotte Theys, Sarah Jorissen, Lizanne Janssens, Nedim Tüzün, Ellen Decaestecker, Julie Verheyen, Robby Stoks

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摘要

物种中与适应性相关的特征的纬度分布模式正受到越来越多的关注，因为这些特征告诉我们高纬度地区的种群可能如何进化以应对全球变暖。这些纬度特征模式的潜在机制仍然知之甚少，最近肠道微生物群被认为是这些模式的潜在重要近似驱动因素。我们研究了肠道微生物组是否驱动免疫功能和病原体负荷的纬度差异的新想法。为了验证这一想法，我们在慢节奏、高纬度（瑞典南部）和快节奏、低纬度（法国南部）的Ischnura elegans豆豆蝇种群之间进行了肠道微生物群移植。移植是在实验室中进行的，在高纬度和低纬度的幼虫之间，在较冷和较暖的温度下进行，然后将幼虫暴露于大肠杆菌，这是水生生态系统中广泛存在的致病菌。在试验期间，分析了幼虫死亡率、生长率、酚氧化酶（PO）水平（免疫功能指标）、大肠杆菌负荷（病原体负荷指标）以及肠道微生物群多样性（α-多样性）和群落组成（β-多样性）。接触病原体会增加死亡率，尤其是在气候变暖的情况下。我们的研究结果证实了低纬度幼虫与纬度相关的热适应和更快的生活节奏，这与较低的免疫功能（较低的PO活性）有关，这与之前的研究结果一致，现在表明这与较高的病原体负荷（较高的大肠杆菌身体负荷）有关。此外，我们的研究结果提供了第一个实验证据，证明肠道微生物组对宿主免疫功能和病原体负荷的纬度差异有因果关系。由于微生物组的纬度分布模式广泛存在，这可能是免疫功能和病原体负荷的纬度分布模式的重要但被忽视的近似驱动因素。

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The gut microbiome shapes latitudinal differences in host immunity and pathogen load in a damselfly

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Journal of Animal Ecology 环境科学-动物学

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期刊介绍： Journal of Animal Ecology publishes the best original research on all aspects of animal ecology, ranging from the molecular to the ecosystem level. These may be field, laboratory and theoretical studies utilising terrestrial, freshwater or marine systems.