Multi-omics analysis reveals gut microbiota-gonadal weight association in <italic>Cyprinus carpio wuyuanensis</italic>

繁殖是鱼类生命周期的重要生理过程，性腺重与成熟系数是评估其繁殖性能的重要指标。在集约化养殖模式下，鱼类常出现性成熟延迟、繁殖力下降等问题。现有研究多集中于营养或外源激素调控，对肠道微生物及其代谢物与生殖功能之间的互作机制仍缺乏系统解析。本研究以中国特有地方品种荷包红鲤（Cyprinus carpio wuyuanensis）为研究对象，采集217尾个体的肠道内容物样本，同步测定其体重、性腺重和内脏重等表型性状。以性腺重作为衡量繁殖性能的指标，系统探究肠道微生物及其代谢产物与繁殖性能之间的潜在关联。研究结果显示，荷包红鲤肠道微生物以变形菌门和厚壁菌门为优势菌门，气单胞菌属、无色杆菌属和假单胞菌属为主要优势菌属。通过肠型聚类分析，发现荷包红鲤肠道细菌群主要分为无色杆菌属肠型、气单胞菌属肠型和生丝微菌属肠型。其中，气单胞菌属主导的肠型个体表现出显著更高的性腺重（P < 0.05），提示其可能促进性腺发育。进一步采用Two-Part模型结合共丰度网络分析（co-abundance groups, CAGs），鉴定出25个ASVs与性腺重显著相关。其中，以气单胞菌属为核心的CAG1与性腺重呈显著正相关（R = 0.39, P = 2.24E-07），而CAG5（包含微小杆菌等细菌）与性腺重呈显著负相关（R = -0.36，P = 3.12E-06）。血清代谢组学分析鉴定出457种与性腺重显著相关的代谢物，正相关代谢物显著富集于甘油磷脂代谢和氨基酸代谢通路（如精氨酸和脯氨酸代谢）。值得注意的是，环脯氨酸二肽类等氨基酸衍生物与气单胞菌属丰度呈最显著正相关，提示其可能为微生物-宿主互作的重要代谢媒介。综上所述，本研究揭示了荷包红鲤肠道微生物（尤其是气单胞菌属）在调节宿主繁殖性能中的潜在作用，推测其可能通过影响宿主的氨基酸和脂质代谢途径进而调控性腺发育，为鱼类繁殖性能的微生物调控机制提供了新的理论参考。