基于宏基因组的金丝猴适应机制研究
批准号:
32070404
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
潘慧娟
依托单位:
学科分类:
动物进化与发育
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
潘慧娟
中文摘要
动物对环境适应机制是进化生物学中最基本科学问题之一,目前有关研究基本是围绕动物自身基因组来开展。作为动物“第二套基因组”的肠道菌群宏基因组,其组成和功能在时空上的变化可能是动物提高其适应环境的一种关键驱动因素之一。因此本项目拟以分布在不同海拔梯度生境中的金丝猴属5个种及种内不同种群、以及滇金丝猴和川金丝猴各圈养种群为研究对象,基于肠道菌群16sRNA和宏基因组测序技术及生物信息学分析方法,在不同时空层面上分析金丝猴肠道菌群组成和功能的变化特点,阐明金丝猴肠道菌群组成和功能上的时空变化与环境适应的关系,同时基于川、滇金丝猴在变化(野生种群)和稳定(圈养种群)两种环境下宏基因组比较分析,探讨金丝猴属物种在不同时空环境下其肠道菌群组成和功能上的变化是否是其适应环境变化的一种策略和关键驱动因子之一。综合上述结果并结合自身基因组适应性研究结果,揭示和阐明金丝猴适应环境变化的生物学机制。
英文摘要
How animals adapt to the environment is one of the most fundamental questions in evolutionary biology. However, most of adaptive studies are being conducted based on the self-genomic of animals till now. Metagenomics of gut microbiome, as the “Second set genomes” of the animal, has plasticity in time and space, and has been confirmed to play a key role in the animal’s survival and adaptation. Therefore, we will conduct this project on all five species of Rhinopithecus and will focus on the populations from different altitude gradients of these five species and some captive populations from Yunnan and Sichuan snub-nosed monkeys. Based on the 16sRNA and metagenomic sequencing and bioinformatics analysis, we aim to analyze the composition and function of the gut microbiota of snub-nosed monkeys at different temporal and spatial scale, and clarify the relationship between this difference and their adaption to environment change. We will also conduct the comparative analysis of characteristics of metagenome between changing environment (wild population) and table environment (captive population) aiming to explore whether the variation of metagenome composition and function under different temporal and spatial scale is an evolutionary adaptation strategy and key driving factor. In summary, combining the new results of this project and the previous studies on self-genomic of snub-nosed monkeys, we will clarify the biological mechanism of adaption to complex environment in snub-nosed monkeys, and aim to reveal the evolutionary mechanism of biodiversity.
本项目按照计划,以金丝猴属物种为研究对象,基于扩增子、宏基因组、宏转录组和代谢组学等技术,在不同时空层面上,分析了金丝猴属内种间和种内肠道微生物组成和功能的变化特点,以及川金丝猴与其他不同食性灵长类的食性适应机制,探讨和揭示了肠道微生物在非人灵长类物种环境适应过程中发挥的功能作用。具体结果如下:.(1)本研究首先对野生、圈养川金丝猴肠道微生物群进行研究,揭示了圈养种群具有较高的的微生物多样性及消化简单碳水化合物相关功能基因,且饲养饮食导致普雷沃氏菌属等上升、阿克曼菌属等丰度下降;野生种群肠道中富集大量与植物和地衣相关真菌,而圈养组中发现了病原性真菌,结果表明了圈养导致川金丝猴微生物发生变化,且可能对其健康产生潜在影响。(2)通过川、滇、缅甸金丝猴的肠道微生物进行了种间比较,结果显示三种金丝猴在门水平上微生物结构相似,但川、滇金丝猴的肠道微生物更为相似,比缅甸金丝猴肠道中菌群多样性更高,缅甸金丝猴肠道微生物群消化果胶和葡萄糖能力的更强。(3)通过对叶食性川金丝猴、杂食性猕猴、果食性长臂猿肠道菌群通过宏基因组、宏转录组及粪便胆汁酸代谢物的关联分析表明,叶食性灵长类与复杂纤维降解相关的细菌、功能通路和表达活性显著上调;果食性灵长类肠道菌群能够帮助其适应高糖饮食;杂食性灵长类次级胆汁酸浓度较高,与脂质代谢相关的功能表达活跃,表明了肠道微生物群与胆汁酸通过协助消化饮食中特定营养物质,促进宿主的饮食适应能力。(4)通过宏基因组组装基因组技术揭示了肠道菌群在川金丝猴季节适应中的作用。发现了川金丝猴夏季植物次生化合物代谢较强,冬季其肠道菌群则有助于地衣消化并促进宿主脂肪分解等能量补偿途径,表明了肠道微生物在宿主适应极端恶劣气候过程中扮演着重要角色。
藏酋猴(Macaca thibetana)体内种子传播过程中微生物菌群复合体时空动态及其作用机制研究
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批准号:32370521
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:潘慧娟
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依托单位:
不同生态类型的大银鱼Protosalanx chinensis分布格局形成与维持机制研究
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批准号:31670383
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2016
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负责人:潘慧娟
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依托单位:
基于系统发育基因组学的疣猴亚科进化格局与形成机制研究
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批准号:31372185
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项目类别:面上项目
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资助金额:81.0万元
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批准年份:2013
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负责人:潘慧娟
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依托单位:
黔金丝猴保护遗传学研究
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批准号:30900142
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2009
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负责人:潘慧娟
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依托单位:
国内基金
海外基金