母乳系婴儿最健康理想的营养来源,含有丰富的蛋白质、脂肪酸、维生素和矿物质等,但或许与大众直觉相悖的是母乳中也含有大量微生物。最新的宏基因组学研究表明母乳含有高达数百种细菌,而且其中包括一些常见的“机会性”病原菌。正常情况下,母乳微生物不会对婴儿和母亲有任何不良作用。我们认为,母乳微生物之间形成了复杂的生态网络,物种间的相互作用决定了群落的稳定性和抗干扰能力。但目前母乳微生物的研究还仅限于群落物种组成和简单多样性地分析,缺乏对微生物物种之间相互作用关系的研究。本论文首次利用网络分析的方法研究了母乳微生物物种间的相互作用关系。结果发现:母乳微生物物种间相互作用网络存在两个相互独立的“子网络”(Subnetwork),其中一个子网络包含七个微生物’属’,且它们两两之间是正相关的,也即它们是相互协助合作的关系,我们将其称作为“协作子网络”或“协作网络”。相比之下,另一子网络是一个“混合网络”,其中绝大多数成员间相互协作,但有两个成员却与子网中其它成员呈现拮抗关系,而这两个非合作成员[葡萄球菌属(Staphylococcus)和棒状杆菌属(Corynebacterium)]之间却达到成了“结盟”。更有趣的是,结盟的葡萄球菌属(Staphylococcus)和棒状杆菌属(Corynebacterium)在生物学上是常见的“机会性病原菌”,它们在条件适宜时,可能导致宿主病变。总体上,母乳微生物物种间相互作用网络中合作关系占主导作用,合作关系与拮抗关系的比例为4:1;母乳微生物相关性网络呈现“小世界特征”;不符合“非标度约束网络”;母乳微生物群落中物种丰富度高低与网络中物种节点连接度的大小并不成正比关系。此外,本课题也将宏观生态学中的Taylor幂法则和“中性”理论引入母乳微生物群落的构建和维持机制、种群空间分布格局的研究。结果表明:无论是在单种种群水平还是群落水平,母乳微生物的丰富度分布均符合幂法则模型,呈现鲜明的异质(也即非均匀或聚集)性特征;母乳微生物群落均不符合中性理论模型,显示群落的形成和多样性的维持机制并非随机作用所致。两项理论模型分析交叉验证了母乳微生物群落分布的异质性和非随机性特征,预示群落中物种间存在一定的生态位分化,群落中存在占主导地位的核心物种。