动物的肠道中存在着数量巨大的微生物,肠道微生物对动物的营养和代谢等方面起着重要作用,并且影响着宿主的许多生理功能。研究表明,季节性冬眠的哺乳动物肠道微生物会发生季节性的变化,然而,研究仅集中在食草动物(小型啮齿类动物,如北极地松鼠、十三线地松鼠)和食肉动物(大型哺乳动物,如棕熊)中。关于冬眠对食虫动物(例如,蝙蝠)的肠道微生物产生怎样的影响,目前尚不清楚。马铁菊头蝠(Rhinolophus ferrumequinum)属于翼手目(Chiroptera)的菊头蝠科(Rhinolophidae)、菊头蝠属(Rhinolophus),是典型的食虫物种。且在北方的地理种群有严格的冬眠习性,已成为冬眠蝙蝠研究中的典型物种。在这项研究中,我们利用16S扩增子测序的方法测量了不同时期(春季早期、夏季早期、夏季末期、冬季早期的冬眠期和觉醒期)的马铁菊头蝠的肠道微生物的多样性和组成,并利用PICRUSt功能预测与宏基因组学相结合的方法对蝙蝠肠道微生物的功能进行了研究。主要结果如下:1、对马铁菊头蝠四个时期5个组(春季早期、夏季早期、夏季末期、冬季早期冬眠状态和冬季早期觉醒状态),共39个肠道内容物样品进行了16S扩增子测序,从39只马铁菊头蝠采集的肠道内容物中,共测出来自23个门,45个纲,87个目,158个科,263个属的细菌。我们发现马铁菊头蝠肠道微生物的多样性和组成发生了季节性的变化,多样性夏季末期最高,夏季早期最低。变形菌门的相对丰度在夏季早期最高,其他时期显著降低。厚壁菌门的相对丰度在夏季早期最低,夏季末期显著增加,随后在冬季早期和春季早期显著降低。无壁菌门的相对丰度春季早期显著高于其他时期。2、PICRUSt功能预测表明,大多数微生物分类群功能的相对丰度随着季节发生了显著变化,尤其是代谢相关功能类群的相对丰度,包括脂质代谢、碳水化合物代谢、氨基酸代谢和能量代谢等。3、对马铁菊头蝠四个时期(春季早期、夏季早期、夏季末期和冬季早期),共12个肠道内容物样本进行了宏基因组测序,结果表明,蝙蝠的肠道微生物基因参与了一系列的代谢通路,包括信号转导、膜转运、碳水化合物、氨基酸和能量代谢等代谢通路。涉及了一系列的基础生命功能,包括各种代谢、DNA复制、重组和修复等相关功能。并且各时期功能类群的相对丰度存在一定的差异。总的来说,我们的结果清楚地表明,冬眠相关的生理活动的季节变化会改变马铁菊头蝠的肠道微生物群落,改变了肠道微生物代谢相关的功能,加强了蝙蝠对冬季极端环境的适应性。这项研究也使我们对冬眠哺乳动物与肠道微生物之间的共生关系有了更深的理解。