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

中國科學院動物研究所張知彬研究團隊以內(nèi)蒙古草原季節(jié)性繁殖的雄性布氏田鼠為研究對象，通過光周期操縱實驗和腸道微生物群移植（FMT）實驗，探究了腸道微生物群與光周期調(diào)節(jié)布氏田鼠季節(jié)性繁殖的關系。研究顯示，短光周期顯著降低了體重生長、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）表達量，增加了血清中褪黑**水平、睪丸基因（Dio3和Stra8）表達量和攻擊行為強度（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。研究將長、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個繁殖**（褪黑**、促卵泡**和促黃體生成素）水平和3個繁殖基因（下丘腦Kiss-1、睪丸Dio3和Dio2/Dio3比值）表達量變化與供體田鼠反應一致。此外，腸道微生物移植也改變了受體田鼠的活動節(jié)律。該研究說明腸道微生物群可能通過HPG軸、褪黑**和下丘腦中Kisspeptin/GPR54系統(tǒng)參與光周期調(diào)節(jié)鼠類季節(jié)性繁殖和行為活動。

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

相關研究成果以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。研究工作得到國家自然科學基金、中科院戰(zhàn)略性先導科技專項和中科院青年**促進會項目的支持。