导读
鱼的肠道菌群对其宿主起关键作用，但对个体发生知之甚少。我们针对盘丽鱼Symphysodon aequifasciata进行研究，结果表明，亲代皮肤粘液菌群和水环境中的特定菌群在塑造后代菌群结构中起到重要作用。
文献ID
题目：Vertically and horizontally transmitted microbial symbionts shape the gut microbiota ontogenesis of a skin-mucus feeding discus fish progeny
译文：垂直和水平传播塑造了盘丽鱼肠道菌群
期刊：Scientific Reports IF：4.011
发表时间：2017.07
通讯作者：Nicolas Derome
通讯单位：Université Laval
材料与方法
实验方案
如下表所示，共收集53个样本。T0为育种前，0、2等天数为仔鱼孵化第0天（卵）、第2天，以此类推。
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测序区域及平台
Illumina Miseq平台，16S rRNA V4区段
研究成果
我们的主要研究结果表明：（1）盘丽鱼仔鱼肠道菌群类似于水中浮游细菌，主要由变形菌门组成;（2）仔鱼和仔鱼粪便中的菌群以拟杆菌属和鲸杆菌属为主;（3）仔鱼粪便菌群结构在80-100天与亲鱼菌群无明显差异;（4）仔鱼肠道菌群结构来源于亲代的皮肤粘液或水中;（5）仔鱼与亲鱼一同饲养时，亲鱼皮肤粘液菌群结构发生显著转变。
1、肠道菌群特征
Shannon和Chao1多样性指数显示肠道菌群的α多样性总体增加。从发育阶段0-3天至4-20天，Shannon和Chao1多样性显著降低，亲代喂养后（从4-20天至50-80天、80-100 天），两种多样性指数显著增加。
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图1 a、b分别为仔鱼及粪便Shannon指数的散点图和箱线图；c展示了其他生态位。
d、e分别为仔鱼及粪便Chao1指数的散点图和箱线图；f展示了其他生态位。
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图2 a-e展示了各分类水平上丰度最高的菌群。图中AF代表亲鱼粪便，BDM代表育种鱼粘液，NBDM代表非育种鱼粘液，AD代表亲鱼饮食。f中展示了来自Erysipelotrichaceae五个OTU的相对丰度，g中展示了多因子分析（MFA）。
表1 Thetayc指数
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2、仔鱼肠道菌群各阶段来源
仔鱼和仔鱼粪便菌群来自水和皮肤粘液。
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表2 PERMANOVA比较不同阶段的仔鱼或仔鱼粪便菌群，与其亲代粪便中菌群的关系。
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图3 b、d、f、h是50个丰度最高的OTU构建的网络图（Cytoscape v.3.2.1）；a、c、e、g条形图展示了各环境菌群（水，亲鱼粘液，亲鱼饮食）的recruitment指数。水-蓝色条，皮肤粘液-红色条，亲鱼粪便-灰色条，亲鱼饮食-粉红色条。
3、亲鱼是否育种对皮肤菌群的重塑
育种鱼与非育种鱼的皮肤黏液菌群在结构上存在显著差异。相对丰度影响最小的OTUs为β-变形菌(-10.40%)、丛毛单胞菌(-8.21%)、气单胞菌(-7.84%)；相对丰度影响最大的OTUs为弧菌(+11.11%)、草酸杆菌(+6.27)和Chitinophagaceae (+4.98%)。此外，当亲鱼开始喂养仔鱼时，双亲皮肤黏液中共享OTUs的相对丰度显著增加，从16.2±0.3%增加到29±3%。不再育种后，亲代双方皮肤黏膜共享OTU减少到20.3±0.6%。
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图4 亲代养育仔鱼后，皮肤粘液菌群的转变。
a多因子分析（MFA），展示了基于菌群的相对丰度变化，育种或不育种的亲鱼差异显著。
b箱线图，展示了育种之前、期间、之后以及随机挑选的非育种鱼之间的共有OTU百分比。
c分析亲鱼进入生殖阶段时皮肤粘液菌群发生的变化，红色表示减少，蓝色表示增加（以相对丰度的百分比表示）。
表3 菌群存在亲鱼到仔鱼通过皮肤粘液的垂直传播（4-20天）。表中“WL”代表“整个仔鱼”，“NBDM”代表“非育种鱼粘液”，“BDM”代表“育种鱼粘液”。
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本表中：（1）粘液接触期间，育种鱼皮肤粘液和整个仔鱼菌群共享;（2）没有水中浮游细菌;（3）整个仔鱼的菌群相对丰度高于育种鱼皮肤粘液，突出了这些菌群的差异生态位偏好。
表4 粘液接触后（80-100天），仔鱼中丰度最高的粪便菌群在仔鱼和三个微生物生态位之间差异共享，这三个微生物生态位是在发育过程中仔鱼菌群的潜在来源：育种鱼粘液，亲鱼饮食和环境水。该表使用80-100天的仔鱼，亲鱼粪便包括其中作为对照，非育种鱼粘液不包括其中。“BDM”代表“育种鱼粘液”。
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研究结论
1、盘丽鱼育儿行为独特：在孵化后三周内，亲鱼饲喂仔鱼；
2、在孵化后100日内，对仔鱼肠道、亲鱼粘液和水样进行菌群分析，记录其个体肠道菌群的形成；
3、与亲鱼接触前，仔鱼水平地从水环境中获得肠道菌群，与斑马鱼等鱼类类似；
4、与亲鱼接触后，仔鱼垂直地从亲鱼处获得肠道菌群，与哺乳动物类似；
5、亲鱼可能在育种时改变皮肤粘膜菌群，从而将核心菌群垂直传给后代。
亮点
本文研究了盘丽鱼肠道菌群的塑造方式，得到是由垂直和水平传播共同塑造的结论。采样方式对研究水生生物有一定的借鉴意义。
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