Microbiome | 核心微生物的代谢通路动态响应介导中华圆田螺应对福寿螺入侵的适应性调控

福寿螺是全球分布广泛、适应性极强的入侵淡水螺类。其肠道内含有大量致病微生物，这些微生物可通过排泄或分泌释放到水生生态系统中，造成其他物种感染甚至死亡。中国圆田螺是我国本土植食性螺类，适应性较强、分布范围广，是与福寿螺共存的重要生态竞争物种 。但它的摄食效率以及对环境污染物的抗性均弱于福寿螺。因此，在福寿螺存在的环境下，中国圆田螺必须产生适应性改变以维持种群存续。

2025年，大连海洋大学在Microbiome期刊上发表了一篇题为“Dynamic response of gut microbiota mediates the adaptation of Cipangopaludina chinensis to Pomacea canaliculata invasion”的研究成果。该研究筛选获得对福寿螺入侵具有抗性与易感的中国圆田螺种群，解析不同组别肠道微生物群落与代谢组分的差异，并进一步阐释核心微生物的代谢通路；开展肠道微生物移植试验，阐明肠道微生物提升宿主耐受福寿螺入侵胁迫的作用机制。

百谱生物为该研究提供了代谢组检测与分析服务！

期刊名称：Microbiome

影响因子：14.9

合作单位：大连海洋大学

研究物种：中华圆田螺

研究方法：微生物组+非靶代谢组

研究思路：

1. 构建抗性 (RE)、敏感 (SE) 中华圆田螺群体：实验室繁育田螺，与福寿螺共培养，依据存活、活动状态划分RE、SE 组，开展存活统计与肠道样本采集。

2. 肠道微生物移植实验：提取RE田螺肠道菌液注射给SE个体（SRE组）；设置过滤菌液组 (SLR)、PBS对照组 (SPBS)，共培养福寿螺后统计存活率与肠道菌群。

3. 水平传递实验：RE与SE非接触共饲养 (RS组)，SE‑SE共养 (SS对照)，验证菌群水平传播。

4. 垂直传递实验：设置福寿螺胁迫 (IC) 与无胁迫 (CC) 种群，收集F1、F2子代，解析肠道菌群代际传递。

5. 野外样本实验：采集福寿螺入侵区 (WP)、未入侵区 (WN) 野生田螺；将WP菌群移植到WN得到WT组，暴露福寿螺后检测存活与菌群。

6. 测序与代谢组检测：16S rRNA测序分析肠道菌群；LC‑MS非靶代谢组检测肠道代谢物。

7. 统计分析：计算α/β多样性、LEfSe、PCoA等；t检验、单因素方差分析进行差异检验。

福寿螺胁迫下RE存活率显著高于SE；RE组肠道菌群Shannon多样性更高，群落结构与SE明显分离。SE支原体 (Mycoplasma) 富集；RE组Psychrobacter、Comamonas、Pseudomonas丰度显著升高；四种菌可作为分组生物标记，有益菌与支原体呈负相关。

图1 Cipangopaludina chinensis耐药组与敏感组之间的存活率及肠道菌群组成比较

RE、SE代谢谱明显区分；RE富集大量抗生素、B族维生素（核黄素类）免疫增强类代谢物。这类代谢物与RE核心有益菌正相关，与SE高丰度支原体负相关；代谢通路富集于抗生素生物合成、核黄素代谢、ABC转运，有益菌通过合成抗菌、免疫相关代谢物抵抗福寿螺释放的病原菌。

图2 C. chinensis的SE组与RE组间肠道代谢物的比较

移植 RE 完整肠道菌群的SRE组田螺存活率显著提升；菌群多样性上升，群落结构发生改变。SRE组支原体丰度下降，Psychrobacter、Comamonas、Pseudomonas显著富集；过滤菌群SLR、PBS对照组无该表型，证明RE肠道菌群直接提升宿主抗入侵能力。

图3 SPBS 、SLR及SRE组中C. chinensis的存活率与肠道微生物群组成

RE与SE非接触共居的RS组，田螺存活率高于SS对照组；RS菌群多样性升高，群落发生重塑。有益菌可通过环境水平传播至SE个体肠道并增殖，帮助宿主获得抗性。

图4 RS组与SS组中C. chinensis的存活率及肠道菌群组成对比

福寿螺胁迫IC组F1代支原体大量占优；到F2代，Psychrobacter、Pseudomonas等有益菌丰度显著回升。抗性相关核心菌群可以垂直传递给子代；子代在胁迫压力下可重新扩增有益菌群，抵抗病原菌。

图5 F1CC、F2CC、F1IC及F2IC组间中华拟指猴肠道菌群组成的比较

野外福寿螺入侵区WP、移植WP菌群的WT组，田螺抗胁迫存活率高于未入侵地WN组；WT菌群多样性最高。野外样本和实验室结果一致：Comamonas、Pseudomonas、Psychrobacter是中华圆田螺应对福寿螺入侵的关键核心肠道菌群。

图6 WN组、WT组与WP组中C. chinensis的存活率及肠道菌群组成

抗性中华圆田螺肠道菌群多样性更高，嗜冷杆菌、丛毛单胞菌、假单胞菌为核心有益菌群，敏感组支原体等致病菌富集；核心菌群可合成抗生素类物质与B族维生素相关免疫增强代谢物，提升宿主抵抗病原菌的能力；该套核心菌群能够水平、垂直传递，抗性田螺菌群移植可显著提升敏感田螺存活率；野外样本也印证该核心菌群在受入侵种群中富集，表明肠道微生物是本土物种应对生物入侵胁迫的重要适应策略。