季節(jié)性繁殖是許多動(dòng)物采取的繁殖策略。已知光周期是調(diào)控動(dòng)物季節(jié)性繁殖的關(guān)鍵因素，可通過(guò)影響下丘腦-垂體-性腺（HPG）軸調(diào)節(jié)一系列生殖基因和**的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控動(dòng)物的繁殖啟動(dòng)和終止。*近有研究表明，光周期可以改變鼠類(lèi)腸道微生物的組成；一些腸道微生物與宿主生殖**的分泌和精子發(fā)生等過(guò)程有關(guān)。然而，腸道菌群是否參與光周期調(diào)節(jié)動(dòng)物的季節(jié)性繁殖尚不清楚。

中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所張知彬研究團(tuán)隊(duì)以?xún)?nèi)蒙古草原季節(jié)性繁殖的雄性布氏田鼠為研究對(duì)象，通過(guò)光周期操縱實(shí)驗(yàn)和腸道微生物群移植（FMT）實(shí)驗(yàn)，探究了腸道微生物群與光周期調(diào)節(jié)布氏田鼠季節(jié)性繁殖的關(guān)系。研究顯示，短光周期顯著降低了體重生長(zhǎng)、性腺（睪丸和附睪）重量、血清**（包括促卵泡**、促黃體生成素和睪酮）水平、下丘腦基因（Dio2、Rfrp-3和Kiss-1）和睪丸基因（Dio2、Kiss-1和GPR54）表達(dá)量，增加了血清中褪黑**水平、睪丸基因（Dio3和Stra8）表達(dá)量和攻擊行為強(qiáng)度（圖1）。研究表明，腸道微生物的組成和結(jié)構(gòu)與光周期處理密切相關(guān)。研究將長(zhǎng)、短光周期暴露的供體布氏田鼠糞便移植發(fā)現(xiàn)，受體田鼠的3個(gè)繁殖**（褪黑**、促卵泡**和促黃體生成素）水平和3個(gè)繁殖基因（下丘腦Kiss-1、睪丸Dio3和Dio2/Dio3比值）表達(dá)量變化與供體田鼠反應(yīng)一致。此外，腸道微生物移植也改變了受體田鼠的活動(dòng)節(jié)律。該研究說(shuō)明腸道微生物群可能通過(guò)HPG軸、褪黑**和下丘腦中Kisspeptin/GPR54系統(tǒng)參與光周期調(diào)節(jié)鼠類(lèi)季節(jié)性繁殖和行為活動(dòng)。

該研究為闡明宿主和腸道微生物互作在光周期調(diào)節(jié)動(dòng)物季節(jié)性繁殖和行為方面提供了新的思路和見(jiàn)解，并在有害動(dòng)物防治、家養(yǎng)動(dòng)物繁育和人類(lèi)健康管理等方面具有參考與借鑒意義。

相關(guān)研究成果以Gut microbiota is associated with the effect of photoperiod on seasonal breeding in male Brandt’s voles (Lasiopodomys brandtii)為題，在線發(fā)表在Microbiome上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)和中科院青年**促進(jìn)會(huì)項(xiàng)目的支持。