基于16S rRNA基因高通量测序研究狞猫肠道微生物多样性

[目的]研究狞猫肠道微生物多样性特征。[方法]对7只健康成年野生狞猫（2只雄性,5只雌性;2只来自济南野生动物园,5只来自威海野生动物园）粪便微生物16S rRNA基因V3-V4区进行高通量测序,对狞猫肠道微生物多样性进行研究。[结果] 7只狞猫共获得肠道微生物16S rRNA基因V3-V4区有效序列1458741条,平均208392条,序列平均长度433 bp。通过以97%的序列相似性进行分类,获得操作分类单元（OTU）平均 233个。经序列比对和分类鉴定,这些OTU都属于细菌域,包括13个门,26个纲,43个目,75个科,119个属。其中,丰度最高的细菌门是厚壁菌门（Firmicutes,平均占61.7%）、放线菌门（Actinobacteria,12.42%）、拟杆菌门（Bacteroidetes,7.79%）、梭杆菌门（Fusobacteroidetes,7.79%）和变形菌门（Proteobacteria,7.53%）。丰度最高的科依次是消化链球菌科（Peptostreptococcaceae,平均占16.15%）,梭菌科I（Clostridiaceae_I,14.78%）,毛螺菌科（Lachnospiraceae,13.13%）,红蝽杆菌科（Coriobacteriaceae,12.31%）等。丰度最高的属是柯林斯氏菌属（Collinsella,11.44%）,艰难梭菌属（Peptoclostridium,10.91%）,狭窄梭菌属1（Clostridium_sensu_stricto_1,10.3%）,拟杆菌属（Bacteroides,7.41%）,消化链球菌属（Peptostreptococcus,5.21%）等。7只狞猫的肠道微生物中有平均15.35%的OTU没有归类到属。样本间聚类分析结果表明,来自同一动物园的样本聚为一支。[结论]本文通过高通量测序技术研究了狞猫肠道微生物的组成和多样性特征,为狞猫的救护饲养和消化生理学研究提供基础数据。     

猎豹(Acinonyx jubatus)肠道微生物多样性及其性别差异研究（英文）

【目的】探讨猎豹(Acinonyx jubatus)肠道微生物多样性特征。【方法】通过采集新鲜粪便样品,对9只健康成年野生猎豹(4只雄性,5只雌性)的肠道微生物16S rRNA基因V3–V4区进行高通量测序,对猎豹肠道微生物多样性进行研究。【结果】测序共获得肠道微生物16S rRNA基因V3–V4区有效序列599349条,序列平均长度405 bp。通过以97%的序列相似性进行分类,共获得操作分类单元(OTU)268个。经序列比对和分类鉴定,这些OTU都属于细菌域,包括10个门,21个纲,35个目,72个科,144个属。其中,丰度最高的5个细菌门是厚壁菌门(Firmicutes,平均占OTU总数的42.29%%)、放线菌门(Actinobacteria,31.54%)、梭杆菌门(Fusobacteroidetes,16.66%)、变形菌门(Proteobacteria,5.30%)和拟杆菌门(Bacteroidetes,4.19%)。拟杆菌门的丰度较低是猎豹肠道微生物的主要特征。丰度最高的5个科依次是红蝽杆菌科(Coriobacteriaceae,31.28%)、消化链球菌科(Peptostreptococcaceae,平均占17.66%),梭杆菌科(Fusobacteriaceae,15.46%)、毛螺菌科(Lachnospiraceae,12.40%)、梭菌科I(Clostridiaceae_I,6.93%)等。丰度最高的5个属依次是柯林斯氏菌属(Collinsella,30.16%)、梭杆菌属(Fusobacterium,15.46%)、艰难梭菌属(Peptoclostridium,11.46%)、Blautia属(8.28%)和狭窄梭菌属1(Clostridium_sensu_stricto_1,6.39%)。约有2.32%的OTU没有归类到属。群落alpha多样性分析结果显示,猎豹肠道微生物群落Shannon指数为2.93–4.41,Simpson指数为0.72–0.91。通过依据性别进行分组,对雌雄两组之间的alpha多样性比较表明,雄性组的物种和Shannon指数略高于雌性组。Beta多样性分析表明,雌雄两组之间的差异高于各组内部不同个体之间的差异。然而,聚类分析显示,相同性别的猎豹的肠道微生物并没有聚在一起。【结论】本文通过高通量测序技术研究了猎豹肠道微生物多样性特征和性别差异,为猎豹的保护、救护饲养和消化生理学研究提供了基础数据。     

猎豹(Acinonyx jubatus)肠道微生物多样性及其性别差异研究

[目的]探讨猎豹（Acinonyx jubatus）肠道微生物多样性特征。[方法]通过采集新鲜粪便样品,对9只健康成年野生猎豹（4只雄性,5只雌性）的肠道微生物16S rRNA基因V3-V4区进行高通量测序,对猎豹肠道微生物多样性进行研究。[结果]测序共获得肠道微生物16S rRNA基因V3-V4区有效序列599349条,序列平均长度405 bp。通过以97%的序列相似性进行分类,共获得操作分类单元（OTU） 268个。经序列比对和分类鉴定,这些OTU都属于细菌域,包括10个门,21个纲,35个目,72个科,144个属。其中,丰度最高的5个细菌门是厚壁菌门（Firmicutes,平均占OTU总数的42.29%%）、放线菌门（Actinobacteria,31.54%）、梭杆菌门（Fusobacteroidetes,16.66%）、变形菌门（Proteobacteria,5.30%）和拟杆菌门（Bacteroidetes,4.19%）。拟杆菌门的丰度较低是猎豹肠道微生物的主要特征。丰度最高的5个科依次是红蝽杆菌科（Coriobacteriaceae,31.28%）、消化链球菌科（Peptostreptococcaceae,平均占17.66%）,梭杆菌科（Fusobacteriaceae,15.46%）、毛螺菌科（Lachnospiraceae,12.40%）、梭菌科I（Clostridiaceae_I,6.93%）等。丰度最高的5个属依次是柯林斯氏菌属（Collinsella,30.16%）、梭杆菌属（Fusobacterium,15.46%）、艰难梭菌属（Peptoclostridium,11.46%）、Blautia属（8.28%）和狭窄梭菌属1（Clostridium_sensu_stricto_1,6.39%）。约有2.32%的OTU没有归类到属。群落alpha多样性分析结果显示,猎豹肠道微生物群落Shannon指数为2.93-4.41,Simpson指数为0.72-0.91。通过依据性别进行分组,对雌雄两组之间的alpha多样性比较表明,雄性组的物种和Shannon指数略高于雌性组。Beta多样性分析表明,雌雄两组之间的差异高于各组内部不同个体之间的差异。然而,聚类分析显示,相同性别的猎豹的肠道微生物并没有聚在一起。[结论]本文通过高通量测序技术研究了猎豹肠道微生物多样性特征和性别差异,为猎豹的保护、救护饲养和消化生理学研究提供了基础数据。     

基于高通量测序的褐飞虱肠道微生物多样性分析

【目的】探明褐飞虱Nilaparvata lugens成虫肠道微生物群落结构和多样性。【方法】分离褐飞虱成虫完整肠道并提取总DNA,利用Illumina MiSeq(PE300)技术对其肠道细菌16S rRNA的V3-V4变异区和真菌ITS2序列进行测序,统计肠道微生物的操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU)数量,分析其物种组成、丰度及Alpha多样性。并通过qPCR技术验证随机挑选注释到的4种肠道菌的高通量测序数据的有效性。【结果】分别获得褐飞虱成虫肠道细菌16S rRNA和真菌ITS2优质序列32 395和24 986条,根据序列相似性进行聚类分析分别获得235和128个OTUs。其中,细菌共注释到7个门, 15个纲, 26个目, 45个科和73个属;真菌共鉴定到3个门, 9个纲, 12个目, 15个科和18个属。在门分类水平上,细菌以变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)为优势门类;真菌以子囊菌门(Ascomycota)为绝对优势菌门。在属分类水平上,细菌的优势属为不动杆菌属Acinetobacter以及紫单胞菌科(Porphyromonadaceae)未确定属和毛螺菌科(Lachnospiraceae)未确定属,其丰度分别为36.37%, 17.22%和15.01%;真菌的优势属为粪壳菌纲(Sordariomycetes)未确定属,丰度为95.77%。Alpha多样性分析结果显示,褐飞虱肠道细菌(真菌)的观测物种数、Chao1指数、Shannon指数和Simpson 指数分别为235(128), 262.64(165.40), 3.90(0.91)和0.62(0.75)。4种肠道菌的qPCR结果显示高通量测序数据具有较高的有效性。【结论】褐飞虱成虫肠道细菌和真菌群落整体多样性比较丰富。研究结果为从共生微生物角度解析褐飞虱的环境适应性以及开发基于微生物防治的新技术等方面提供了依据。     

培菌白蚁菌圃和粪便微生物多样性分析

【背景】培菌白蚁是属于白蚁科的一类与鸡枞菌属真菌共生的高等白蚁,其与体内肠道微生物和体外菌圃微生物形成三维共生体系。【目的】分析培菌白蚁菌圃和粪便的微生物多样性,并与肠道微生物进行比较。【方法】通过Illumina MiSeq高通量测序方法对培菌白蚁菌圃和粪便样品进行细菌16S rRNA基因和真菌ITS测序分析。【结果】高通量测序获得培菌白蚁菌圃和粪便样品细菌和真菌的有效序列和OTU数目。5个样品细菌OTU数目在90-199之间,而真菌OTU在10-58之间,细菌的种类多样性明显大于真菌。不论是细菌还是真菌,粪便样品的OTU数目多于菌圃样品。经物种分类分析,菌圃样品主要优势细菌是变形菌门(Proteobacteria),其相对含量超过82.4%;其次是拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes);粪便样品中优势细菌为拟杆菌门,其次是变形菌门,粪便优势菌属为别样杆菌属和营发酵单胞菌属,这与培菌白蚁肠道菌多样性组成一致。培菌白蚁菌圃和粪便样品共生真菌主要为担子菌门(Basidiomycota)和子囊菌门(Ascomycota)。菌圃优势真菌为鸡枞菌属(Termitomyces),相对含量在51.83%以上,菌圃中还鉴定到炭角菌属(1%,Xylaria)。【结论】为今后培菌白蚁-体内外微生物共生关系研究以及微生物的分离培养提供了依据和参考。     

笼养鸳鸯肠道微生物组成及其 肠道疾病诱因的探讨

肠道微生物能够调节动物机体的物质与能量代谢,参与免疫和疾病预防,对于维持动物的正常生理活动至关重要。本研究通过高通量测序,对鸳鸯的肠道微生物进行分析,对患肠炎病的鸳鸯和健康群体的肠道微生物进行对比,尝试从微生物水平上揭示鸳鸯的致病机理。鸳鸯肠道微生物共鉴定出2020个操作分类单元(OTU),其序列相似性水平为97%。健康组和肠炎组共同的OTU数量为564个。健康组鸳鸯的微生物多样性指数与肠炎组之间无显著差异(Mann Whitney U test, p>0.05)。在门水平,鸳鸯的肠道微生物组成以厚壁菌门(Firmicutes)(73.46%),拟杆菌门(Bacteroidetes)(11.15%)和变形菌门(Proteobacteria)(8.72%)。在属水平,丰度最高的类别包括狭义梭菌属(Clostridium sensustricto 1)(14.84%),库特氏菌属(Kurthia)(12.37%)和乳杆菌属(Lactobacillus)(13.18%)等。健康组和肠炎组鸳鸯的肠道微生物组成间存在显著差异(Adonis,F=3.6087,p=0.009)。在肠炎组中共筛选出25个丰度显著高于健康组的类别,其中狭义梭菌属(Clostridium_sensu_stricto_1)、埃希氏志贺菌属和脱硫菌属的丰度最高(LDA>5,p<0.05),在肠道微生物区系中发挥着重要作用。     

基于高通量测序技术研究水貂远端肠道细菌群落组成（英文）

【目的】研究水貂远端肠道微生物群落组成及其多样性。【方法】通过高通量测序技术研究水貂远端肠内容物细菌的组成和多样性。【结果】从10只健康水貂远端肠道内容物样品中得到146 287高质量序列代表17个菌门、167个细菌属。水貂肠道细菌以厚壁菌门(59.99%)、拟杆菌门(16.2%)、梭杆菌门(11.5%)、放线菌门(5.9%)和变形菌门(5.3%)为主,其中厚壁菌门最为丰富。厚壁菌门中的梭菌目是最丰富的目,而梭菌目中的链球菌占有50%以上的OTUs,是最大的细菌属。【结论】水貂肠道内存在复杂的微生物区系,这对进一步研究水貂对营养物质吸收利用提供了理论基础。     

基于高通量测序技术研究水貂远端肠道细菌群落组成

【目的】研究水貂远端肠道微生物群落组成及其多样性。【方法】通过高通量测序技术研究水貂远端肠内容物细菌的组成和多样性。【结果】从10只健康水貂远端肠道内容物样品中得到146 287高质量序列代表17个菌门、167个细菌属。水貂肠道细菌以厚壁菌门(59.99%)、拟杆菌门(16.2%)、梭杆菌门(11.5%)、放线菌门(5.9%)和变形菌门(5.3%)为主,其中厚壁菌门最为丰富。厚壁菌门中的梭菌目是最丰富的目,而梭菌目中的链球菌占有50%以上的OTUs,是最大的细菌属。【结论】水貂肠道内存在复杂的微生物区系,这对进一步研究水貂对营养物质吸收利用提供了理论基础。     

不同能量代谢率的山羊瘤胃微生物结构与组成的差异性

【背景】能量代谢率是衡量饲粮利用效率的一个重要组成部分,提高反刍动物对不同营养物质所含能量的消化代谢率,有助于提高反刍动物对能量的利用效率。【目的】通过高通量测序技术比较不同能量代谢率的山羊瘤胃微生物结构与组成的差异。【方法】以19只山羊作为试验动物,通过代谢试验和呼吸测热试验筛选出高能量代谢率表型组(HEU)和低能量代谢率表型组(LEU)山羊各5只。分别采集HEU、LEU组每只山羊瘤胃内容物,提取微生物总DNA,用细菌通用引物对细菌16S rRNA基因的高可变区进行PCR扩增,利用Illumina Mi Seq平台对扩增子进行高通量测序,并用QIIME等软件对测序序列进行生物信息学分析。【结果】拟杆菌门(44.20%±9.39%)、厚壁菌门(16.40%±5.44%)和变形菌门(11.30%±7.42%)在两组山羊瘤胃微生物中均为优势菌门,其中厚壁菌门是两组中共享的优势菌门。LEU组(6.71%±2.47%)中芽孢杆菌纲相对丰度显著高于HEU组(P0.05)。两组相对丰度最高的目均为乳酸杆菌目,LEU组(4.98%±1.88%)乳酸杆菌目相对丰度显著高于HEU组(P0.05)。在科水平,有7个科的相对丰度在组间差异性显著(P0.05)。拟杆菌科在两组中均为相对丰度最高的科,LEU组(3.64%±1.32%)拟杆菌科的相对丰度显著高于HEU组(P0.05)。在属水平,有9个属的相对丰度在组间差异性显著(P0.05)。HEU组(0.61%±0.36%)仅有普雷沃氏菌属的相对丰度显著高于LEU组(0.16%±0.07%),其他8个属的相对丰度均显著低于LEU组(P0.05)。其中瘤胃球菌属在HEU组(2.53%±0.62%)和LEU组(4.19%±1.43%)中均为相对丰度最高的属。【结论】不同能量代谢率的山羊瘤胃微生物结构与组成存在显著性差异。     

普氏蹄蝠胃肠道菌群的多样性

【目的】研究普氏蹄蝠(Hipposideros pratti)胃肠道菌群多样性及致病菌的种类。【方法】采用Mi Seq高通量测序技术,通过对16S r RNA基因V1-V2区基因进行测序,研究普氏蹄蝠胃肠道细菌的群落组成。应用MG-RAST V3.3.6分析和统计样品序列和操作分类单元(OTU)数目,分析胃肠道菌群物种丰度,并进行聚类分析。【结果】从普氏蹄蝠胃和肠道中分别获得144 998条和275 274条原始序列以及48 332条和91 758条有效序列,分属于894个和756个操作分类单元。胃中菌群丰度指数Chao指数(1 490)和ACE指数(2 221)分别低于肠道菌群的Chao指数(2 051)和ACE指数(3 556);Shannon多样性指数(2.405)低于肠道(2.407);Simpson多样性指数(0.168)高于肠道(0.151)。系统进化分析表明胃肠中的细菌主要分布在6个门,均以变形菌门(Proteobacteria)(胃中占56.4%,肠中占46.0%)和厚壁菌门(Firmicutes)(胃中占40.7%,肠中占49.2%)为优势菌门。胃肠道中丰度在0.1%以上的属有24个,胃中优势类群为乳球菌属(Lactococcus)和哈夫尼菌属(Hafnia),分别占整个菌群的26.1%和21.0%;肠道中优势类群为肠球菌属(Enterococcus)和沙门氏菌属(Salmonella),分别占整个菌群的15.2%和12.7%。普氏蹄蝠胃肠道中的优势菌群均为人类的致病菌或者条件致病菌。【结论】普氏蹄蝠携带有大量人类致病菌。因此,应注意防止向人类传播。     

稻纵卷叶螟肠道细菌群落结构与多样性分析

【目的】为明确水稻主要害虫稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis(Guenée)幼虫肠道细菌的群落结构和多样性。【方法】利用Illumina Mi Seq技术对稻纵卷叶螟4龄幼虫肠道细菌的16S r DNA V3-V4变异区序列进行测序,应用USEARCH和QIIME软件整理和统计样品序列数和操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)数量,分析4龄幼虫肠道细菌的物种组成、丰度和多样性。【结果】稻纵卷叶螟4个数量不同的4龄幼虫样本(1,2,3和5头)共得165 386条reads,在97%相似度下可将其聚类为604个OTUs。总共注释到22个门,43个纲,82个目,142个科,204个属,244个种。其中在门水平上,主要优势菌为变形菌门(Proteobacteria)(相对丰度26%~34%)和放线菌门(Actinobacteria)(23%~32%);在纲水平上,主要优势菌为放线菌纲(Actinobacteria)(相对丰度23%~32%)、酸杆菌纲(Acidobacteria)(9%~11%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)(10%~13%)、β-变形菌纲(Betaproteobacteria)(6%~8%)和γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)(6%~12%);在科水平上,共有优势菌为类诺卡氏菌科(Nocardioidaceae)、丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)、黄单胞菌科(Xanthomonadaceae)、鞘脂单胞菌科(Sphingomonadaceae)和芽单胞菌科(Gemmatimonadaceae)等。在属水平上,4个样本前5位优势属中,类诺卡氏属Nocardioides和鞘脂单胞菌Sphingomonas为共有优势属。稻纵卷叶螟肠道细菌Simpson指数、Shannon指数、Ace指数和Chao指数分别为0.16~0.65,0.94~3.22,212~488和210~490。【结论】稻纵卷叶螟幼虫肠道细菌多样性比较丰富,个体间微生物群落结构和多样性有差异。不同数量样本数据与总体数据有助于综合反映稻纵卷叶螟种群肠道微生物状况。本研究结果为进一步研究稻纵卷叶螟肠道微生物的功能及其在防治中的应用奠定了基础。     

两种象甲幼虫肠道微生物组成及对高单宁食物的适应

【目的】象甲是栎属植物橡子中主要的寄生昆虫,但其适应高单宁食物(橡子)的肠道微生物基础尚待揭示。本研究分析了蒙古栎和辽东栎橡子中两种柞栎象(Curculio arakawai和C.dentipes)幼虫的肠道菌群结构和多样性,试图阐明柞栎象幼虫适应高单宁食物的肠道微生物基础。【方法】分别提取蒙古栎和辽东栎橡子中象甲幼虫各50头的肠道DNA,利用Illumina MiSeq技术对肠道菌群的V3–V4区序列进行16S rRNA测序,统计样品操作分类单元(OTU)数量,分析物种组成丰度、α多样性和β多样性。【结果】结果表明,可用于物种分类的OTU分别有2054和2308个,C. arakawai和C. dentipes共有的OUT 481个。在两种柞栎象C. arakawai和C. dentipes肠道菌群中,共注释到的主要分类阶元有27个门、145个科和274个属。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)在两种象甲肠道菌群中占优势;假单胞菌属Pseudomonas(63.8%)、沙雷氏菌属Serratia(6%)和不动杆菌属Acinetobacter (5.2%)是C. arakawai肠道中的主要类群,而沙雷氏菌属Serratia (32%)、拉恩菌属Rahnella(24.2%)、气单胞菌属Aeromonas(6.8%)和立克次体属Rickettsia(6.6%)在C.dentipes肠道菌群中占主导优势。C. arakawai和C. dentipes肠道菌群α多样性无显著差异,β多样性则差异显著。具有单宁酶活性的肠道细菌,如粘质沙雷菌Serratia marcescens、乳球菌Lactococcus lactis、假单胞菌Pseudomonas spp.在C. arakawai和C. dentipes之间差异不显著。【结论】寄生在蒙古栎和辽东栎橡子中的C. arakawai和C.dentipes肠道菌群组成迥异,这可能与遗传因素和食物特点有关。具有单宁酶活性的粘质沙雷氏菌Serratia marcescens和乳球菌Lactococcus lactis等菌类可能是两种象甲幼虫适应高单宁食物的肠道微生物基础。     

不同饲料饲育的家蚕幼虫肠道细菌的多样性分析

【目的】为研究饲料对不同家蚕Bombyx mori品种肠道微生物菌群的影响。【方法】以筛选到的家蚕广食性品种GS和普通品种1015为研究对象,收集从收蚁开始分别饲育桑叶(GS. m和C1015. m组)和人工饲料(GS. b组)至4龄盛时期的家蚕肠道样本,采用高通量测序的方法对其肠道微生物16S r DNA的V3-V4区进行测序分析,比较它们之间肠道微生物的差异。【结果】在门水平上,所测家蚕肠道样本的优势菌为厚壁菌门(Firmicutes)和变形杆菌门(Proteobacteria);在科水平上,所测样本主要优势菌为明串珠菌科(Leuconostocaceae)、乳酸杆菌科(Lactobacillaceae)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)等;在属水平上,所测样本主要的优势菌为魏斯氏属Weissella、乳酸菌属Lactobacillus、布赫纳氏菌属Buchnera、甲基杆菌属Methylobacterium、叶瘤菌属Phyllobacterium、肠球菌属Enterococcus和脆弱拟杆菌属Bacteroides等。家蚕品种GS经桑叶和人工饲料饲育后,甲基杆菌属Methylobacterium、布赫纳氏菌属Buchnera等菌属仅在桑叶饲育的GS肠道内出现,而魏斯氏菌Weissella、短芽孢杆菌属Brevibacillus等菌属只在人工饲料饲育的GS肠道内出现。同是桑叶饲育的家蚕品种GS和1015,其肠道内相同的优势菌有叶瘤菌属Phyllobacterium、脆弱拟杆菌属Bacteroides、不动细菌属Acinetobacter等。相较于广食性蚕品种GS的肠道菌群,肠球菌属Enterococcus、草螺菌属Herbaspirillum、丝硫菌属Thiothrix等菌属仅在普通蚕品种1015肠道中被检测到。GS. b组家蚕肠道细菌的物种多样性低于GS. m和C1015. m。GS. m肠道中丰度差异显著性最高的菌群为变形菌门(Proteobacteria),GS. b肠道中丰度差异显著性最高的菌群为杆菌纲(Bacilli)和乳杆菌目(Lactobacillales),而C1015. m肠道中丰度差异显著性最高的菌群为粪肠球菌属Enterococcus和肠球菌科(Enterococcaceae)。【结论】经桑叶饲育的不同蚕品种(GS和1015)的肠道微生物比人工饲料饲育的家蚕肠道微生物更趋于一致;经桑叶饲育的广食性家蚕肠道微生物物种多样性较高于经人工饲料饲育的广食性家蚕。     

基于16S rRNA高通量测序的灰飞虱体内细菌群落结构及多样性分析

【目的】探明灰飞虱Laodelphax striatellus体内细菌的群落结构和种类多样性。【方法】采用Illumina MiSeq测序平台对新羽化24 h的灰飞虱雌雄成虫体内细菌16S rRNA的V3-V4变异区序列进行高通量测序,应用USEARCH和Silva等软件和数据库来统计样品序列数目和操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU)数量,分析灰飞虱雌雄成虫体内细菌的种类组成、丰度、Alpha多样性及其差异。【结果】灰飞虱雌、雄成虫样本分别获得29 333和25 919条有效序列,根据序列相似性进行聚类分析分别获得55和57个OTUs。其中,雌、雄成虫两类样本共有OTU数目20个,特有的OTU数目分别为35和37个。基于OTU物种分类分析,雌雄成虫样本中细菌种类一共覆盖7个门、15个纲、23个目、33个科、56个属和73个种。在门、纲、目和科分类阶元上,雌雄成虫两类样本均以变形菌门(Proteobacteria,雌99.96%/雄99.16%)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria,雌97.76%/雄97.84%)、红螺菌目(Rhodospirillales,雌83.92%/雄53.21%)和醋酸杆菌科(Acetobacteraceae,雌83.90%/雄53.17%)中的细菌为优势菌。在属分类阶元上,灰飞虱雌雄成虫体内优势菌为醋酸杆菌科未分类属(unclassified Acetobacteraceae),沃尔巴克氏体属Wolbachia次之,后者在雌、雄成虫体内丰度分别为13.81%和44.52%。在种水平上,灰飞虱雌、雄成虫体内特有细菌分别为21和32个种,但两类样本中性别特有种的丰度普遍极低,均不足0.5%。【结论】灰飞虱雌雄成虫间细菌群落组成和种类多样性存在差异。本研究为进一步挖掘灰飞虱体内关键微生物并解析其生物学功能及其利用等方面奠定了基础。     

低氧暴露对大鼠肠道微生物群落的影响

【背景】低氧暴露时机体会对物质的吸收和代谢作出调整,以维持自身的能量需求。肠道微生物参与了宿主众多生理过程,尤其在宿主消化、代谢、免疫等多方面发挥了重要作用。而目前对于低氧暴露过程中宿主肠道微生物群落结构和功能的动态变化,以及这些变化与宿主习服低氧之间的关系则少有报道。【目的】研究大鼠暴露于低氧环境后其肠道微生物群落的结构和多样性,探讨低氧暴露对宿主肠道微生物群落的影响,以及肠道微生物群落的变化与宿主代谢之间可能存在的关系。【方法】分别收集低氧暴露1、7、14、21和28 d的实验组(模拟海拔4 500 m)和对照组(43.5 m)的SD大鼠粪便样品,通过IlluminaHiSeq测序平台对样品进行16SrRNAV3-V4区测序,利用Uparse、Qiime、LEfSe和PICRUSt软件分析肠道微生物群落结构、丰度、多样性、组间差异,并利用KEGG数据库对肠道微生物的功能进行预测。【结果】不同低氧暴露时间组和对照组SD大鼠肠道微生物群落特征具有明显差异。低氧暴露组SD大鼠的肠道微生物群落中拟杆菌门(Bacteroidetes)、拟杆菌目(Bacteroidales)、拟杆菌科(Bacteroidaceae)、普氏菌科(Prevotellaceae)、普氏菌属(Prevotella)和普氏菌种(copri)的相对丰度较高且具有统计学意义。相应时间的对照组SD大鼠肠道微生物群落中瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、梭菌纲(Clostridia)和梭菌目(Clostridiales)等相对丰度较高且具有统计学意义。功能预测发现遗传信息处理和代谢相关通路在低氧暴露组SD大鼠肠道微生物中明显富集。【结论】低氧暴露过程中SD大鼠肠道微生物群落结构和多样性呈动态变化,碳水化合物代谢相关菌群(普氏菌和拟杆菌)明显增加,可能参与了宿主能量代谢调整,有利于机体对低氧环境的习服。     

河南鲁山五大温泉水细菌多样性分析

【背景】位于河南中部的平顶山市含有丰富的温泉资源,对温泉水中的微生物多样性和群落结构进行研究有助于更好地开发利用温泉资源。【目的】探究河南鲁山五大温泉水中(上汤、中汤、下汤、温汤和神汤)细菌多样性。【方法】采用Illumina Hi Seq2500 PE250技术对鲁山五大温泉水细菌的16S r RNA基因V3-V4变异区序列进行测序,应用UPARSE、Mothur、Silva、MUSCLE和QIIME等软件整理和统计样品序列数目和操作分类单元(Operational taxonomic unit,OTU)数量,最后分析五大温泉水中细菌的丰度和多样性。【结果】上汤、中汤、下汤、温汤和神汤分别获得56 017、68 319、65 247、59 340、68 825条有效Tags,聚类为670、287、337、598、381个OTU。细菌分类分析表明,五大温泉水的细菌超过40个门,变形菌门(Proteobacteria)占84.12%,是优势菌;在属分类阶元上,五大温泉水的细菌超过239个属,上汤的优势菌是不动杆菌属(Acinetobacter),中汤的优势菌是Tepidimonas,下汤的优势菌是Vogesella和不动杆菌属(Acinetobacter),温汤的优势菌是Sphingopyxis和新鞘脂菌属(Novosphingobium),神汤的优势菌是Aquabacterium。【结论】鲁山五大温泉水中含有丰富的微生物资源,为后续五大温泉水中的微生物资源开发奠定了基础。     

基于Illumina MiSeq高通量测序技术分析硇洲岛海星共附生微生物多样性

【背景】海星作为海洋生物中的一类比较高级的棘皮类动物,其体内蕴藏着丰富且具有生物活性的共附生微生物资源。【目的】分析湛江硇洲岛海星中共附生微生物的多样性。【方法】采用IlluminaMiSeq高通量测序技术分别对硇洲岛海星进行共附生细菌16SrRNA基因V3-V4区和共附生真菌18S rRNA基因ITS1-ITS2区的测序,并根据测序结果进行OTU聚类分析、α多样性分析及物种分类分析等。【结果】高通量测序获得细菌和真菌Filtered的数目分别为61992和71196个,OTU数目分别为2384和529个。经物种分类分析,共附生细菌主要为变形菌门(Proteobacteria),其平均相对含量高达77.37%;其次是厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和梭杆菌门(Fusobacteria);其中优势细菌属为嗜冷杆菌属(Psychrobacter)和乳球菌属(Lactococcus)。共附生真菌主要为子囊菌门(Ascomycota),其相对含量高达92.33%;其次是霉菌门(Fungi)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢菌门(Mortierellomycota)和罗兹菌门(Rozellomycota);优势真菌属以毕赤酵母属(Pichia)为主,未经分类的(unclassified)假丝酵母属(Candida)次之;【结论】硇洲岛海星体内蕴藏着丰富的共附生微生物资源,该研究为今后从事海星微生物资源持续开发和挖掘生物活性物质的研究提供一定的参考依据。     

小龙虾肠道细菌群落多样性及产蛋白酶细菌的筛选

【背景】养殖动物对饲料的消化利用往往与肠道菌群密切相关。【目的】揭示小龙虾肠道细菌群落组成,并从小龙虾肠道筛选产蛋白酶细菌。【方法】在Illumina MiSeq PE300平台对细菌16S rRNA基因V3-V4区进行高通量测序,分析小龙虾肠道细菌群落多样性;通过酪蛋白平板法筛选产蛋白酶细菌并进行分子生物学鉴定。【结果】小龙虾肠道细菌优势门包括变形菌门、软壁菌门、厚壁菌门、拟杆菌门等4个门,累计占比为98.53%;优势属包括柠檬酸杆菌属、支原体科Candidatus_Bacilloplasma暂定属、哈夫尼菌属、肠球菌属、拟杆菌属、梭菌科未分类属、希瓦氏菌属等7个属,累计占比为91.67%。通过酪蛋白平板法筛选的产蛋白酶细菌来自哈夫尼菌属、柠檬酸杆菌属、克雷伯氏菌属和芽孢杆菌属。【结论】小龙虾肠道细菌核心类群在蛋白质消化利用中发挥了重要作用。     

~(137)Cs辐照对橘小实蝇雄虫肠道菌群多样性的影响

【目的】为研究137Cs辐照前后橘小实蝇雄虫肠道菌群多样性和丰度的变化及其肠道菌群在不同分类阶元上的显著差异物种。【方法】本研究利用IlluminaHiSeq高通量测序技术对辐照组和对照组共6个样品进行测序分析。【结果】变形菌门和厚壁菌门分别以60.38%、24.33%的比例作为橘小实蝇肠道中的优势菌门和次优势菌门,肠杆菌科和肠球菌科分别以60.38%和15.69%作为优势菌科和次优势菌科。米勒氏菌属(Moellerella)、摩根氏菌属(Morganella)、Cosenzaea属、链球菌科未知属和酸热菌属(Acidothermus)是组间显著差异的菌属。【结论】本研究发现橘小实蝇在辐照后的肠道菌群多样性和丰度均有显著性降低,并在目至属等3个分类阶元上找到辐照后具有显著差异的物种,为后期利用差异菌群来改善辐照对橘小实蝇的消极影响及修复辐照损伤提供理论基础。     

不同生长性能苏姜猪保育猪肠道菌群差异分析

【背景】苏姜猪是优质瘦肉型新品种猪,断奶仔猪受到多方面应激影响会出现生长性能差异。【目的】研究不同生长性能的苏姜猪保育猪肠道菌群结构的异同。【方法】试验选取了同日龄、体重相近、健康情况良好的的保育仔猪100头,在相同的饲养条件下饲养42 d,试验结束选取体重较轻的为弱仔猪,3头弱仔猪体重为18.43±2.37 kg;体重较大的为健康仔猪,3头健康仔猪体重为27.37±1.36 kg。屠宰后,采集其空肠和盲肠内容物,提取微生物基因组DNA进行高通量测序分析其菌群结构。【结果】苏姜猪仔猪空肠和盲肠在菌群丰度、多样性上有极显著的差异(P<0.01)。苏姜猪仔猪空肠菌群优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)假单胞菌属(Pseudomonas)的非致病性菌株,占比超过90%。苏姜猪仔猪盲肠优势菌门依次为拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)。门水平组成结构存在差异,弱仔猪厚壁菌门丰度低于健康仔猪、变形菌门丰度高于健康仔猪。苏姜猪盲肠中普雷沃氏菌属(Prevotella)、疣微菌科UCG-005 (Ruminococcaceae_UCG-005)、拟普雷沃菌属(Alloprevotella)等与纤维消化有关的菌属丰度较高。弱仔猪与健康仔猪盲肠菌群在属水平结构存在显著差异(P<0.05),弱仔猪盲肠中普雷沃氏菌-9 (Prevotella_9)、埃希菌-志贺菌属(Escherichia-shigella)、疣微菌科UCG-005 (Ruminococcaceae_UCG-005)、Norank_f_普雷沃氏菌(norank_f_ Prevotellaceae)高于健康仔猪,健康仔猪盲肠中乳酸杆菌属(Lactobacillus)、普雷沃氏菌-2 (Prevotella_2)、土孢杆菌属(Terrisporobacter)、狭义梭菌属1 (Clostridium_sensu_stricto_1)高于弱仔猪。其中乳酸杆菌属和土孢杆菌属与仔猪健康相关,埃希菌-志贺菌属与疾病相关。【结论】不同生长性能仔猪肠道菌群构成存在显著差异,研究结果为进一步研究苏姜猪肠道菌群的功能提供依据。