基于16S rDNA扩增子测序技术揭示真胃左方变位对奶牛粪便微生物的影响

【目的】本试验旨在测定产后健康奶牛和罹患真胃左方变位(left displacement of the abomasum,LDA)奶牛粪便中微生物菌群的变化,以期探讨LDA发生与菌群的关联性,评估其对机体代谢的潜在影响。【方法】采用16S rDNA高通量测序技术,测定10头健康奶牛(Health)、10头真胃左方变位奶牛(LDA)粪便中微生物16SrDNAV3–V4区序列,并对菌群群落结构和多样性进行比较,分析其与LDA发生的相关性。【结果】多样性分析表明,Health组与LDA组奶牛的粪便中微生物多样性和群落组成存在较大的差异,其中LDA奶牛粪便微生物具有较高的物种丰度和种群差异性。对门、科、属3个分类水平上最大丰度排名前10的物种进行分析发现,LDA奶牛疣微菌门、蓝菌门、变形菌门、梭杆菌门、拟杆菌科、p-2534-18B5菌科、艰难杆菌科、梭杆菌科、螺旋菌属、5-7N15菌属和梭杆菌属的丰度显著升高(P<0.05),而螺旋体门、TM7菌门、瘤胃球菌科、理研菌科、密螺旋体属的丰度显著下降(P<0.05)。功能预测分析表明,LDA奶牛碳水化合物代谢和脂质代谢通路相关功能基因显著上调,而遗传信息处理相关功能基因显著下调。【结论】本试验研究了健康奶牛和LDA奶牛粪便微生物的变化,为LDA的致病机理、早期诊断提供了理论依据与研究基础。     

基于高通量测序的不同年龄恒河猴肠道菌群结构差异分析

目的观察不同年龄恒河猴肠道菌群结构和丰度的变化。方法 50只恒河猴,分为成年(5～10岁)、老年(10岁以上)2组,其中成年组33只,老年组17只。采集动物的新鲜直肠粪便,提取DNA后使用Illumina高通量测序平台对样本中细菌16S rDNA-V3区进行测序,定量分析肠道菌群的结构和丰度。结果老年组和成年组获得的优化序列数差异无显著性(P> 0.05)。α-多样性分析,老年组恒河猴肠道菌群的Chao1指数(P=0.0174)、Simpson指数(P=0.0258)、ACE指数(P=0.0121)与成年组比较降低,Shannon指数与成年组比较升高(P=0.0132)。老年组与成年组相比,在门水平,拟杆菌门(Bacteroidetes)相对丰度升高(P=0.0013),厚壁菌门(Firmicutes)、螺旋体门(Spirochaetes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、粘胶球形菌门(Lentisphaerae)相对丰度降低(P=0.0283,P=0.0002,P=0.0482,P=0.0242)。在科水平,Prevotellaceae相对丰度升高(P=0.0001),Ruminococcaceae、Clostridiales、Spirochaetaceae、Christensenellaceae相对丰度降低(P=0.0039,P=0.0080,P=0.0002,P=0.0021)。在属水平,老年组unidentified_Prevotellaceae相对丰度升高(P=0.0001),乳杆菌属(Lactobacillus)、八迭球菌(Sarcina)、unidentified_Spirochaetaceae相对丰度降低(P=0.0114,P=0.0227,P=0.0028)。β-多样性分析,老年组肠道菌群与成年组分布在不同区域,差异有显著性(P=0.003)。LEfSe分析,在成年组,链球菌属(Streptococcus)、布赫纳氏菌属(buchnera)、乳杆菌属(lactobacillus)是具有统计学意义的生物标记物。结论恒河猴肠道菌群的结构随年龄增长而改变。丰度降低,多样性增高。     

叶酸调控对高尿酸血症大鼠肠道微生物的影响

探究叶酸对高尿酸血症大鼠肠道微生物的影响,为治疗高尿酸血症提供新思路。将SPF 级雄性大鼠分为空白对照组、模型组和叶酸组,采集大鼠的粪便样本,采用16S rRNA高通量测序技术分析肠道微生物的多样性、群落组成以及结构的变化。研究结果显示,Alpha多样性和Beta多样性分析表明,空白对照组、模型组和叶酸组大鼠粪便中微生物多样性和群落组成存在明显差异,其中模型组大鼠粪便微生物具有较高的物种丰度和种群差异性。对门分类水平上的物种丰度分析发现,微生物种群主要由厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）组成;对属分类水平上的物种丰度分析发现,微生物种群由乳杆菌属（Lactobacillus）、Muribaculaceae、拟杆菌属（Bacteroides）、柯林斯菌属（Collinsella）、梭菌属（Clostridium）、罗姆布茨菌（Romboutsia）、劳特氏菌属（Blautia）和毛螺菌科NK4A136群（Lachnospiraceae NK4A136_group）等菌属组成,与空白对照组相比,模型组中Muribaculaceae和柯林斯菌属的丰度显著升高,乳杆菌属、梭菌属、罗姆布茨菌和毛螺菌科的丰度显著下降;叶酸组中Muribaculaceae、拟杆菌属、柯林斯菌属和劳特氏菌属的丰度显著升高,梭菌属、罗姆布茨菌和毛螺菌科的丰度显著下降。研究探索了叶酸干预调控高尿酸血症大鼠肠道微生物的变化,为治疗高尿酸血症提供参考。     

肉牛剩余采食量相关瘤胃及粪便微生物特征比较分析

本试验旨在研究不同剩余采食量（residual feed intake, RFI）相关肉牛胃肠道微生物物种组成及相对丰度、微生物基因功能注释与富集特征。选取30头牛进行81 d饲喂试验,试验结束后选取极端RFI个体各5头屠宰并采集瘤胃液及肠道末端粪便样用于宏基因组测序。结果表明：共获得259 045.47 Mb有效数据,组装得到 4 318 393条Scaftigs,基因预测得到7 008 053个开放阅读框（ORFs）。进行物种注释后发现粪便样中Top10物种相对丰度在高剩余采食量（high residual feed intake, HRFI）、低剩余采食量（low residual feed intake, LRFI）组间无差异（P>0.05）,瘤胃液中的Top10微生物在LRFI组的相对丰度均低于HRFI组;粪便中、瘤胃液中优势菌门均为拟杆菌门和厚壁菌门;粪便中的优势属为拟杆菌属,瘤胃液中的优势属为普雷沃菌属。LefSe分析显示,在粪便中LRFI组的丹毒丝菌纲（Erysipelotrichia）显著富集（P<0.05）,瘤胃液中差异最显著的是甲烷杆菌纲（Methanobacteria）,且该菌在HRFI组的相对丰度显著高于LRFI组（P<0.05）。使用KEGG、eggNOG和CAZy数据库进行功能注释分析表明,在胃肠道中微生物的一些功能基因的丰度与RFI的分组有关。不同RFI肉牛瘤胃液、粪便中的微生物结构存在显著差异,丹毒丝菌纲、甲烷杆菌纲可能是区分肉牛饲料效率的潜在生物标志物之一。     

基于16S rRNA高通量测序技术分析安格斯牛瘤胃微生物多样性和功能预测的研究

本研究旨在系统探索和分析安格斯牛瘤胃微生物多样性及其基因功能。选用体重550 kg左右的安格斯牛6头分成2组,利用基于16S rRNA高通量测序技术检测牛瘤胃液样本进行组学分析。结果表明,2组样本通过Illumina Miseq测序平台共获得86 298条高质量优质序列,聚类为346个操作分类单元(OUT),经分类学鉴定分属13个门,21个纲,24个目,40个科,123个属。拟杆菌门(Bacteroidetes)43.16%和厚壁菌门(Firmicutes)36.29%为优势菌群。基于属的组成,依次为普雷沃氏菌属_7 (Prevotella_7) 29.28%、琥珀酸弧菌科_UCG-001 (Succinivibrionaceae_UCG-001)11.30%、琥珀酸菌属(Succiniclasticum) 11.10%、普雷沃氏菌属_1 (Prevotella_1) 6.65%、瘤胃球菌属_1(Ruminococcus_1) 5.17%、琥珀酸弧菌属(Succinivibrio) 2.75%等。16S功能预测和COG、KEGG代谢通路数据库对比发现,功能集中在氨基酸运输和代谢、碳水化合物转运及代谢的相关基因上,可能含有丰富的蛋白分解、转运及代谢酶相关基因和大量的纤维素以及木质素降解酶基因。经碳水化合物活性酶(CAZymes)注释和KEGG代谢酶数据库比对显示,预测的功能基因糖苷水解酶和糖基转移酶所占比例较高;产乙酸和丁酸相关酶基因丰度较高。安格斯牛瘤胃内含有丰富的蛋白质分解、木质纤维素降解和挥发性脂肪酸生成菌群及酶系,为展示瘤胃微生物多样性,发现和筛选新的功能酶基因提供参考。     

玫瑰高原鳅肠道微生物多样性研究

研究旨在分析玫瑰高原鳅(Triplophysa rosa)肠道微生物的结构组成和多样性, 探索其肠道微生物的潜在功能。提取了5尾玫瑰高原鳅的肠道总DNA, 运用Illumina Miseq平台对肠道微生物16S rRNA的V3—V4区进行了测序, 统计样品肠道微生物的操作分类单元(Operational Taxonomic Units, OTUs)数量, 分析物种组成、丰度及Alpha多样性, 并预测肠道微生物的功能。结果显示, 玫瑰高原鳅的肠道微生物有19门、31纲、87目、 146科、253属、 320种, 451个OTUs。在门水平上, 优势菌群为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes); 在属水平上, 优势菌群为气单胞菌属(Aeromonas)、爱德华菌属(Edwardsiella)、邻单胞菌属(Plesiomonas)和希瓦氏菌属(Shewanella)。功能预测表明, 肠道微生物编码的大多数基因与新陈代谢相关, 其中“碳水化合物运输和代谢”和“氨基酸转运与代谢”功能类群的相对丰度较高。玫瑰高原鳅肠道内微生物组成复杂, 其功能分析有助于理解肠道微生物对玫瑰高原鳅摄食的影响, 为进一步研究玫瑰高原鳅的食性提供了理论基础。     

西藏色季拉山垂直植被带土壤细菌群落组成及功能潜势

研究青藏高原土壤微生物群落组成和功能的空间分布特征有助于深入理解典型高寒生态系统中土壤微生物的重要生态功能。本研究采用16S rDNA高通量测序方法,分析了西藏色季拉山4个不同海拔土壤细菌群落物种组成和功能潜势的变化特征及其驱动因子。结果表明: 随着海拔的升高,土壤细菌的丰富度和Shannon多样性指数显著降低;酸杆菌门、绿弯菌门、芽单胞菌门和硝化螺旋菌门的相对丰度显著增加,而变形菌门、放线菌门和拟杆菌门的相对丰度则显著降低。KEGG二级代谢通路中,膜运输及氨基酸、脂类、萜类和聚酮类化合物代谢相关基因的相对丰度在高海拔显著降低,而碳水化合物代谢、信号转导、复制与修复、酶家族等基因丰度则显著升高。不同海拔土壤细菌群落组成和功能潜势的变化受到植被和土壤因子的显著影响,并且pH值是关键驱动因子。群落功能潜势与放线菌门、拟杆菌门、纤维杆菌门等种群丰度显著相关。不同海拔下群落KEGG代谢通路基因组成的差异(β多样性)与土壤细菌群落结构的差异呈显著正相关,说明微生物群落组成与功能潜势之间可能存在紧密关联。     

腹泻柴达木马亚成体粪便微生物多样性分析及其生物标记物的筛选

为比较青藏高原柴达木马亚成体腹泻与健康个体粪便微生物群落多样性和结构组成的差异, 我们利用16S rRNA测序技术对采集的腹泻 (n = 3) 和健康 (n = 13) 个体粪便样本细菌的组成与分布进行分析比较,并利用实时荧光定量PCR测定相关菌属的含量。结果显示,无论健康还是腹泻,厚壁菌门、拟杆菌门、疣微菌门、变形杆菌门和螺旋体门是柴达木马亚成体粪便中的优势菌门。相比健康组,腹泻组粪便微生物的Alpha多样性显著下降 (P < 0.05),厚壁菌门相对丰度下降而变形杆菌门的相对丰度显著增加 (P < 0.05),推断这两个门中的梭菌属、普雷沃菌属、纤杆菌属等丰度的失衡可能是导致柴达木马腹泻的原因之一。此外,通过机器学习的随机森林算法筛选出12个对健康和腹泻柴达木马亚成体粪便微生物差异具有较大影响的特征菌属,包括甲烷短杆菌属、纤杆菌属、Paludibacter、肉食杆菌属和迷踪菌属等。研究揭示了健康和腹泻柴达木马亚成体粪便微生物组的变化,为进一步研究青藏高原地区家畜腹泻提供一定的数据支持。     

天山北麓典型水库细菌多样性分析

为了探讨天山北麓中段水库细菌的多样性及其功能,选取蘑菇湖水库（MGW）、奎屯/车排子水库（KCW）、安集海水库（AJW）和八一水库（BYW）为典型水库进行宏基因组学分析。多点采集水库水样,收集水样中的微生物,CTAB法提取总DNA,用细菌16S rDNA通用引物扩增V3-V4区,扩增产物进行高通量测序,使用BLAST、USEARCH、QIIME等软件和在线工具分析水库细菌的多样性,使用PICRUSt软件和KEGG数据库预测细菌功能基因组成。结果表明,水库细菌分属18个门、38个纲和181个属,其中AJW的操作分类单元（Operational taxonomic units,OTUs）数量和多样性指数较高。4个水库菌群组成有一定的共性,在门分类阶元上优势菌为变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）;在纲分类阶元上优势菌为黄杆菌纲（Flavobacteriia）;在属分类阶元上优势菌为黄杆菌属（Flavobacterium）。然而各水库菌群组成也存在较大差异,在变形菌门中,γ-变形菌纲（Gammaproteobacteria）的相对丰度在MGW和BYW较高,α-变形菌纲（Alphaproteobacterial）和β-变形菌纲（Betaproteobacteria）分别于AJW和KCW具有较高丰度;芽孢杆菌纲（Bacilli）在AJW和MGW具有较高丰度;相对丰度较高的菌属还包括AJW的动性杆菌属（Planomicrobium）、KCW的马赛菌属（Massilia）、MGW的不动杆菌属（Acinetobacter）和动性杆菌属以及BYW的假单胞菌属（Pseudomonas）和嗜冷杆菌属（Psychrobacter）;另外,AJW特有多种丰度较高的菌纲和菌属,其中微小杆菌属（Exiguobacterium）和CL500-29_marine_group均有利于水质和菌群多样性的维持。PICRUSt功能预测分析表明,4个水库菌群的多种代谢以及遗传信息处理、信号传递和细胞生长相关功能基因丰度较高,并含有环境异生物降解代谢相关基因,其中苯甲酸、氨基苯甲酸酯、氯烷烃和氯烯烃以及萘降解相关基因的相对丰度较高。以上结果提示,天山北麓中段不同水库菌群组成存在差异,其与水源、周边环境和人类活动等因素相关。水库菌群含有芳香族和有机氯等化合物降解相关基因,其可在污染物的降解和生物修复中发挥作用。     

乌梢蛇粪便微生物群组成和特征的 种群间差异

肠道微生物能够协助寄主维持体内稳态、增强营养吸收和能量代谢,对寄主适应环境和维持生存具有重要的意义。本研究以乌梢蛇(Ptyas dhumnades)桂林(n=3)和襄阳(n=3)种群的为研究对象,收集动物的粪便提取微生物总DNA,进行16S rRNA基因V1～V3区域扩增子测序,分析两个种群乌梢蛇粪便微生物群组成、丰度和基因功能预测上的差异。结果表明,两种群的粪便微生物在a-多样性上无显著差异,两种群相对丰度较高的粪便微生物和基因功能类型存在显著差异。在门水平上,乌梢蛇粪便微生物群优势门为拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和梭杆菌门(Fusobacteria)。线性判别分析分析显示,桂林和襄阳种群的乌梢蛇粪便微生物具有显著的丰度差异特征。此外,对两种群粪便微生物基因功能预测,在与环境信息处理、代谢相关和遗传信息处理有关的基因均有不同程度的差异。未来需要更多的研究关注野外动物粪便微生物菌种组成及其与寄主的进化关系,为野生动物保护提供粪便微生物方面的相关建议。     

A Unique Protease Cleavage Site Predicted in the Spike Protein of the Novel Pneumonia Coronavirus (2019-nCoV) Potentially Related to Viral Transmissibility

正Dear Editor,In December 2019, a novel human coronavirus caused an epidemic of severe pneumonia(Coronavirus Disease 2019,COVID-19) in Wuhan, Hubei, China(Wu et al. 2020; Zhu et al. 2020). So far, this virus has spread to all areas of China and even to other countries. The epidemic has caused 67,102 confirmed infections with 1526 fatal cases     

Curcuminoids as inhibitors of thioredoxin reductase: A receptor based pharmacophore study with distance mapping of the active site

Curcumin is the yellow pigment of turmeric that interacts irreversibly forming an adduct with thioredoxin reductase (TrxR), an enzyme responsible for redox control of cell and defence against oxidative stress. Docking at both the active sites of TrxR was performed to compare the potency of three naturally occurring curcuminoids, namely curcumin, demethoxy curcumin and bis-demethoxy curcumin. Results show that active sites of TrxR occur at the junction of E and F chains. Volume and area of both cavities is predicted. It has been concluded by distance mapping of the most active conformations that Se atom of catalytic residue SeCYS498, is at a distance of 3.56 from C13 of demethoxy curcumin at the E chain active site, whereas C13 carbon atom forms adduct with Se atom of SeCys 498. We report that at least one methoxy group in curcuminoids is necessary for interation with catalytic residues of thioredoxin. Pharmacophore of both active sites of the TrxR receptor for curcumin and demethoxy curcumin molecules has been drawn and proposed for design and synthesis of most probable potent antiproliferative synthetic drugs.     

Comparative morphology of the carpel in the Liliaceae: Hewardieae, Petrosavieae, and Tricyrteae

The young pistils in the melanthioid tribes, Hewardieae, Petrosavieae and Tricyrteae, are uniformly tricarpellate and syncarpous. They lack raphide idioblasts. All are multiovulate, with bitegmic ovules. The Petrosavieae are marked by the presence of septal glands and incomplete syncarpy. Tepals and stamens adhere to the ovary in the Hewardieae and the Petrosavieae but not in the Tricyrteae. Two vascular bundles occur in the stamens of the Hewartlieae and Tricyrtis latifolia. Ventral bundles in the upper part of the ovary of the Hewardieae are continuous with compound septal bundles and placental bundles in the lower part. Putative ventral bundles occur in the alternate position in the Tricyrteae and putative placental bundles in the opposite. position in the Petrosavieae. The dichtomously branched stigma in each carpel of the Tricyrteae is supplied by a bifurcated dorsal bundle.     

Enterovirus 71 3C proteolytically processes the histone H3 N-terminal tail during infection

Highlights
1. The N-terminal tail of histone H3 is specifically cleaved during EV71 infection.
2. Viral protease 3C is identified as a protease responsible for proteolytically processing the N-terminal H3 tail.
3. Our finding reveals a new epigenetic regulatory mechanism for Enterovirus 71 in virus-host interactions.     

Detection of EBV and HHV6 in the Brain Tissue of Patients with Rasmussen’s Encephalitis

Rasmussen’s encephalitis (RE) is a rare pediatric neurological disorder, and the exact etiology is not clear. Viral infection may be involved in the pathogenesis of RE, but conflicting results have reported. In this study, we evaluated the expression of both Epstein-Barr virus (EBV) and human herpes virus (HHV) 6 antigens in brain sections from 30 patients with RE and 16 control individuals by immunohistochemistry. In the RE group, EBV and HHV6 antigens were detected in 56.7% (17/30) and 50% (15/30) of individuals, respectively. In contrast, no detectable EBV and HHV6 antigen expression was found in brain tissues of the control group. The co-expression of EBV and HHV6 was detected in 20.0% (6/30) of individuals. In particular, a 4-year-old boy had a typical clinical course, including a medical history of viral encephalitis, intractable epilepsy, and hemispheric atrophy. The co-expression of EBV and HHV6 was detected in neurons and astrocytes in the brain tissue, accompanied by a high frequency of CD8⁺ T cells. Our results suggest that EBV and HHV6 infection and the activation of CD8⁺ T cells are involved in the pathogenesis of RE.     

Perinatal Vertical Transmission of Chikungunya Virus in Ruili,a Town on the Border between China and Myanmar

正Dear Editor,Chikungunya virus (CHIKV), an arbovirus in the family of Togaviridae, genus Alphavirus, is transmitted by the A.aegyptii or A. albopictus mosquito, and causes disease in humans characterized by fever, rash, and arthralgia (Silva and Dermody 2017; Suhrbier 2019). It was first reported in 1953 in Tanzania, and caused only a few outbreaks and sporadic cases in Africa and Asia in last century. However, in the epidemic in 2004, CHIKV acquired mutations that conferred enhanced transmission by the A. albopictus mosquito(Schuffenecker et al. 2006). Since then, it has successively caused outbreaks in Africa, the Indian Ocean, South East Asia, the South America, and Europe (Zeller et al. 2016).     

Development of a Novel Reverse Transcription Loop-Mediated Isothermal Amplification Method for Rapid Detection of SARS-CoV-2

In conclusion, the novel visual RT-LAMP assay is a simple, rapid, and sensitive approach for detection of SARS-CoV-2, and it is ready for application in primary care and community hospitals or health care centers, and even patients' own houses in response to the current SARS-CoV-2 epidemic because the assay does not require sophisticated equipment and skilled personnel. Furthermore, it is also ready to be used in fields for screening samples from wild animals and environments to facilitate the identification of potential intermediate hosts that mediate the cross-species transmission of SARS-CoV-2 from bats to humans.