16S rRNA基因两个可变区对反映肠道菌群多样性与物种鉴定能力的比较分析

【摘 要】 目的 目前基于新一代测序技术开展的人类肠道元基因组学研究已成为微生物学乃至整个生物学中最活跃和最有潜力的学科方向。现阶段绝大部分以肠道菌群为靶标的研究主要基于16S rRNA基因可变区测序。本研究关注的是测序技术发展使得序列的读长能力延长后,选择16S rRNA基因V1-V3区与V3-V5区进行测序所反映的多样性与物种组成信息的异同点。方法 以两个真实的16S rRNA基因全长Sanger测序数据为基础,对其中的V1-V3和V3-V5两种片段进行了模拟数据的分析,将它们分别与16S rRNA基因的全长片段在OTU多样性水平和物种组成信息方面进行比较。结果 结果显示V1-V3区在OTU多样性上较V3-V5区更为接近全长序列;在物种组成表现上,两个可变区鉴定出的大部分的属的丰度与全长序列分析结果一致,但是各自有少数属的丰度结果与全长序列丰度结果存在差异。结论 在多样性分析上,选择V1-V3区片段能得到与全长更为接近的结果;而具体到菌种的组成分析中,V1-V3区和V3-V5区都有其局限性。     

呼和浩特市周边地下水CPR和DPANN类群的检测及多样性分析

【背景】候选门级辐射类群(candidate phyla radiation, CPR)和DPANN是与绝大多数已知细菌和古菌具有显著差异的独特类群，因发现较晚，人们对其认识还非常有限。已知二者类群庞大、存在广泛，但在不同生境中的多样性研究还较少，生态功能尚属未知。【目的】分析不同地下水中CPR和DPANN的多样性，探讨不同方法对CPR和DPANN检出及富集的影响。【方法】采用0.1μm滤膜收集菌体和宏基因组测序的方法分析呼和浩特市周边4个不同地下水中CPR和DPANN的多样性。比较宏基因组测序与16S rRNA基因扩增子测序对CPR和DPANN检出的影响，以及不同过滤方式和不同滤膜组合对CPR和DPANN富集的作用。【结果】4个地下水样品CPR类群检出33-64个菌门，相对丰度在0.17%-1.67%之间；DPANN检出1-7个菌门，相对丰度在0.00093%-0.07100%之间。对于CPR和DPANN,16SrRNA基因V3-V4区扩增子测序仅检出了纳古菌门(Nanoarchaeota)。1.2μm与0.1μm滤膜组合具有最好的CPR和DPANN富集效果，在及时更换滤膜的过滤方式...     

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。     

IgA肾病与膜性肾病患者肠道微生物菌群结构分析

【背景】越来越多的证据表明肠道失衡与免疫介导的疾病相关,但肠道菌群和免疫介导的肾脏疾病之间的关系仍不清楚。【目的】通过Illumina高通量测序方法对IgA肾病(immunoglobulin A nephropathy, IgAN)、膜性肾病(membranous nephropathy, MN)患者和健康人群的肠道菌群进行比较。【方法】回顾性选择2020年9月–2021年12月期间,在甘肃省人民医院肾内科行肾穿刺活检并诊断为IgAN及MN患者的新鲜粪便标本,分别编号为IgAN组和MN组,收集体检中心健康人群粪便标本作为健康对照组,每组样本为10例。采用高通量测序技术对粪便样本中所有细菌的16S rRNA基因V3-V4区进行DNA测序,然后进行分类操作单元(operational taxonomic units, OTU)、物种分类、α多样性、β多样性等分析,比较3组之间的肠道菌群差异。【结果】与健康对照组相比,门水平上IgAN组的变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)比例明显增高,分别为18%vs. 4%和18.3%vs. 5%;属水平上I...     

云南洱源牛街热泉原核微生物多样性分析

【目的】通过分析富含高分子有机物的云南洱源牛街热泉原核微生物16SrRNA基因克隆文库,丰富对高温热泉原核微生物多样性的认识,为进一步开发和利用该热泉微生物资源奠定基础。【方法】构建洱源牛街高温热泉原核微生物16SrRNA基因克隆文库,通过测序和序列相似性比对以及聚类分析研究该热泉原核微生物的多样性。【结果】该热泉原核微生物以细菌为主,包括变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、梭杆菌门(Fusobacteria)等在内的约10个细菌类群,其中变形菌门中的β-变形菌纲(β-Proteobacteria)为优势菌群,其次为拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿菌门(Chlorobi);古菌的生物量和丰度较细菌少,分属广古菌(Euryarchaeota)和泉古菌(Crenarchaeota)两个类群,以广古菌为优势类群。     

青少年痤疮面部皮肤微生物群落结构变化

【背景】青少年痤疮是一种最常见的慢性炎症性损容性皮肤病,与痤疮丙酸杆菌的异常增殖有关。【目的】探究痤疮皮损区与附近无明显皮损区微生物组成与健康对照的差异,为从微生态角度防治痤疮提供理论基础。【方法】利用细菌16S rRNA基因V1-V2区和真菌TIS1高通量测序技术分析北京地区16岁青少年面部痤疮皮肤细菌和真菌群落结构,将痤疮皮损区与附近无明显皮损区微生物组成与健康组进行比较,寻找差异菌群。【结果】痤疮患者面部皮损区与附近无明显皮损区细菌多样性(Shannon指数)较健康对照组显著性降低(P0.001),主要与丙酸杆菌(痤疮丙酸杆菌)和葡萄球菌(表皮葡萄球菌PM221)显著性上升相关,而痤疮皮损区与附近未明显皮损区细菌组成无显著性差异。痤疮患者皮损区与附近无明显皮损区较健康对照组真菌丰富度(Chao1指数)显著性上升(P0.05),与限制性马拉色菌的显著上升相关。【结论】面部皮肤微生物变化与青少年痤疮的发生相关。本研究为从微生物角度防治痤疮提供理论依据。     

莫克兰冷泉区沉积物原核微生物群落组成及其环境响应

【目的】冷泉系统广泛存在于大陆边缘地区,其典型特征是在海底渗漏出大量富含以甲烷为主的碳氢化合物和硫化氢等成分的低温流体。冷泉也因其独特的地球化学条件孕育着独特的原核微生物群落结构,然而,原核微生物组成与冷泉环境之间的响应关系却并不清楚。【方法】本文以莫克兰大陆边缘活跃冷泉区沉积物柱状样为研究对象,沿深度剖面分析了沉积物中的CH4以及孔隙水SO42–、H2S浓度等关键地球化学参数,并基于16S rRNA基因高通量测序对冷泉沉积物原核微生物的群落结构及其空间变化进行了系统分析。【结果】根据其硫酸盐-甲烷浓度剖面特征,从上向下,将沉积物垂向剖面划分为硫酸盐还原区(SZ)、硫酸盐-甲烷转换区(SMTZ)和产甲烷区(MZ)。通过原核微生物α多样性与基因定量研究发现,随着深度增加微生物多样性与丰度呈逐渐降低的趋势。16SrRNA基因高通量测序结果表明,SZ中以硫氧化细菌γ-变形菌纲、α-变形菌纲和埃普西隆杆菌门为主,且以硫酸盐为电子受体的与有机质降解相关的原核微生物JS1、绿弯菌门、洛基古菌纲、深古菌纲及底栖古菌纲的相对含量也较高;SMTZ存在较高含量的ANME-1a、ANME-1b与SEEP-S...     

首发抑郁症患者肠道菌群多样性与抑郁症状的相关性分析

【背景】脑-肠轴理论提示着肠道菌群和抑郁症之间存在着潜在的联系,但目前的研究争议较多,具体联系尚无定论。【目的】研究首发抑郁症患者肠道菌群多样性与抑郁症状的相关性,分析肠道菌群多样性及脱硫弧菌等菌群与抑郁症之间的潜在关系,为后续的纵向研究提供一定的理论支持。【方法】对抑郁组(n=23)和对照组(n=31)粪便中16S rRNA基因V4-V5区域片段进行测序,使用汉密尔顿抑郁量表对两组研究对象进行评估。使用α多样性检验、β多样性检验、t检验、皮尔逊相关性检验及斯皮尔曼相关性检验进行统计分析。【结果】抑郁组与对照组的肠道菌群多样性无明显差异(P>0.05)。两组肠道菌群在结构组成上有差异,属水平和种水平上,分别有28个菌属和40个菌种的相对丰度呈显著性差异(P<0.05)。抑郁组肠道菌群多样性(Shannon、Chao1指数)与抑郁症状间存在显著的正相关(P<0.05)。属水平和种水平上菌群相对丰度和抑郁症状的相关性检验中,脱硫弧菌等与抑郁症状存在显著相关性(P<0.05)。【结论】首发抑郁症患者与健康人群肠道菌群在菌群结构组成上存在差异。抑郁组肠道菌群多样性与抑郁...     

孕晚期孕妇肠道菌群与孕期体重增长的相关性

【背景】孕妇体重过度增长在全球范围内呈现上升趋势,对母亲和子代健康均会造成不良影响。肠道菌群与人体众多疾病相关,其有可能作为重要的调节因素影响母婴健康。【目的】研究孕晚期孕妇肠道菌群的多样性和群落组成,探讨孕期体重增长对肠道菌群的影响。【方法】收集62位孕晚期(36.82±2.19孕周)孕妇粪便样本,利用MiSeq高通量测序技术对样品中16SrRNA基因V3-V4区序列进行测序,分析不同孕期体重增长水平的孕妇肠道菌群的多样性、群落结构和物种丰度,探讨孕期体重增长对孕妇肠道菌群的影响。【结果】与正常孕妇相比,孕期体重增长过度孕妇肠道菌群多样性显著降低,群落结构变化不大;在菌群组成上,筛选出5个与孕期体重增长最为相关的菌群,分别为Alistipes spp.、Eubacterium-nodatum group spp.、Oxalobacter spp.、Raoultella spp.和Odoribacter spp.,其中Alistipesspp.不仅是相关程度最高也是丰度最高的菌群,与孕期体重增长密切相关。【结论】孕期体重增长对孕晚期孕妇肠道菌群群落结构影响显著,在孕期保持肠道菌群稳态能够促进母婴健康。     

大叶藻(Zostera marina)海草床沉积物细菌和古菌丰度及组成的垂直剖面特征

【背景】海草床是重要的"蓝碳"生态系统,对全球碳汇有重要贡献。海草床沉积物剖面的垂直梯度特征显著,表层呈现氧化态,富含活性有机质,而深层呈还原态,以惰性有机质为主。【目的】探究这种垂直特征如何影响微生物的丰度和群落分布。【方法】利用荧光定量PCR和16SrRNA基因高通量测序等手段,测定了山东荣成天鹅湖大叶藻海草床不同深度(5、10、15、20、25和30 cm)沉积物中细菌和古菌丰度、多样性和群落结构的变化。【结果】细菌和古菌16S rRNA基因拷贝数随深度的增加而降低,在沉积物5cm深处,细菌的16SrRNA基因拷贝数显著高于20cm和30cm层(ANOVA,P0.05)。深度对细菌和古菌α多样性指数没有显著影响(P0.05)。细菌中相对丰度最高的是变形菌门,其次是绿弯菌门,拟杆菌门,浮霉菌门等,其中δ-变形菌和浮霉菌的相对丰度随深度显著增加(P0.05)。古菌群落中深古菌门比例最高,在25cm深处达到70%以上;其次是乌斯菌门、洛基古菌门、广古菌门和奇古菌门等。奇古菌门比例随深度增加而显著降低(P0.05),其他古菌类群在不同深度间差异不显著(P0.05)。【结论】海草床沉积物细菌和古菌的丰度、多样性和群落分布具有明显的垂直特征,这种特征可能受沉积物有机质组成和氧化还原状况影响。     

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。     

不同土壤采样设计下土壤表层微生物α多样性的差异分析

【背景】土壤采样是土壤研究的基础,采样方案的不同可能会对土壤微生物多样性的研究结果产生一定影响。【目的】研究不同的土壤采样设计方案对土壤样品16S rRNA基因高通量测序结果的影响。【方法】对2个不同生境样地的土壤进行网格化采样,对采集的18个土壤样品进行16S rRNA基因测序分析,通过模拟5种常见土壤采样方法,对比不同采样方式所获得的测序结果。【结果】不同采样方式会产生不同的测序结果。在测序深度有效的情况下,细菌总物种数随着采样数的增加而逐渐增长,增长速度在采样数大于5以后趋于平缓;样品中的优势物种(序列数200以上)只需很少的采样数(1-3)即可观察到全部物种;Shannon-Wiener指数与Simpson指数的变化较相似,当采样数由1到3时两指数均有较大增长,之后变化放缓。【结论】土壤细菌微生物测序研究中,土壤样地采样数量低于3个会影响测序结果的可靠性,采样方案选择梅花形采样法或蛇形采样法较为适宜。     

孕晚期肠道菌群与孕妇血糖血脂的临床相关性

【背景】孕期体重增长不当与孕妇血糖血脂水平紊乱密切相关,而血糖血脂水平与母胎代谢性疾病的发生密切相关。肠道菌群协调肠道细胞吸收营养物质,可能与母婴糖脂代谢疾病的发生具有密切关系。【目的】观察孕期增重不同的孕妇肠道菌群生物多样性、丰富度与功能间差异,探讨孕晚期肠道菌群与孕妇血糖血脂的相关性。【方法】收集34例孕晚期孕妇粪便样本,利用MiSeq高通量测序技术对样本中16S rRNA基因的V3-V4区序列进行测序,分析孕期增重对孕妇肠道菌群多样性与丰度差异的影响,利用京都基因及基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路分析研究不同孕期增重水平肠道菌群代谢通路变化,通过相关分析预测对孕期增重、孕妇孕晚期体质指数(Body Mass Index,BMI)、血糖血脂有影响的肠道微生物。【结果】孕妇肠道菌群多样性和群落结构变化不大,但差异菌属丰度占比有变化;相关分析发现Ruminococcaceae_UCG-014sp.与孕晚期BMI和孕期增重呈负相关,Lachnospiraspp.与孕妇孕晚期血糖呈负相关,Alistipesspp.和Ruminococcus_torques_group spp.与孕晚期甘油三酯呈负相关,Parabacteroides spp.与孕晚期HDL和新生儿体重呈正相关,而Mucispirillum spp.与HDL呈负相关;KEGG分析显示,孕期增重正常孕妇肠道菌群在碳水化合物、脂质和氨基酸代谢等31条代谢通路上较孕期增重不足和增重过度明显升高。【结论】肠道微生物可能通过调节营养物质代谢和吸收影响血糖血脂水平,进而影响孕期增重。     

不同品种苹果树内生细菌群落多样性及功能

【背景】目前苹果树内生细菌的研究较多,但对不同品种苹果树内生细菌群落多样性分析比较的相关报道还较少。【目的】通过分析比较新疆本地和吉尔吉斯斯坦引进的8个不同品种苹果树内生细菌群落多样性的差异,可以充分挖掘其蕴含的丰富微生物资源。【方法】采用MiSeq高通量测序技术分别测定不同品种苹果树内生细菌群落16S rRNA基因V3-V4区序列并进行生物信息学分析。【结果】不同品种苹果树中获得的V3-V4区有效序列数在61487-71583条之间,聚成24-92个操作分类单元(operationaltaxonomicunit,OTU),Shannon指数和Simpson指数分别在0.729-1.177和0.265-0.457之间,新疆本地品种的苹果树内生细菌种类和多样性高于吉尔吉斯斯坦品种。内生细菌种群分析结果表明,变形菌门和放线菌门的OTU总计分别覆盖了不同品种苹果树内生细菌的61.16%-97.08%,为苹果树的主要优势细菌门。优势细菌属数目、组成及其丰度随苹果品种的不同而有所差异。马赛菌属(Massilia)和节杆菌属(Arthrobacter)的总丰度最高,其丰度分别在6.06%-71.37%、1.29%-17.86%之间,且优势细菌属中存在具有一定促生抗逆或与降解环境有毒有害物质相关的有益功能性状的微生物类群。群落功能预测分析初步显示不同品种的苹果树内生细菌群落功能有所差异,新疆本地品种微生物群落的功能信息多于吉尔吉斯斯坦品种,主要体现在化能异养、需氧化能异养、尿素分解、砷酸盐解毒和异化砷还原等功能方面。此外,这8个品种苹果树内生菌中可能还存在大量的未知属,其范围在13.74%-69.60%之间。【结论】不同品种苹果树内生细菌群落多样性较为丰富,种群组成和功能存在较大差异,且潜在分类信息也给新的微生物资源挖掘和功能分析提供线索,值得进一步研究。     

基于MiSeq测序分析新疆泥火山土壤细菌群落多样性

【目的】以新疆乌苏泥火山土壤为研究对象,了解泥火山细菌群落结构及其时空动态变化。【方法】选择泥火山4种不同生境土壤在4、7、11月份采样,应用Illumina Mi Seq测序技术测定泥火山土壤细菌的16S r RNA基因V3–V4变异区序列,分析乌苏泥火山不同生境土壤细菌群落组成。【结果】泥火山土壤细菌在97%的相似水平下共得到OTU个数为29 005,在细菌门水平上共有38种细菌类群,Proteobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes为优势菌群,在属水平上共有72种细菌类群,其中含量最高的是未分类细菌;多样性分析表明生境D的丰度指数和多样性指数最高,将泥火山细菌群落多样性与理化因子结合分析,发现其多样性随着土壤养分的增加而基本降低,说明物种多样性指数与理化因子之间呈负相关关系;OTU水平的分析表明生境A的群落组成在时空动态上没有显著差异,其样品群落组成较为相似,而生境C的物种组成差异较大。【结论】相比较于传统方法,Mi Seq测序能够更全面解析环境样品中微生物多样性,揭示了乌苏泥火山群蕴含着丰富的微生物资源,这将为深入研究泥火山生态系统奠定基础,为合理利用和开发泥火山微生物资源提供指导。     

不同地区的东亚飞蝗肠道微生物多样性分析

【目的】鉴于肠道微生物在昆虫环境适应过程中发挥重要作用,探索中国不同地区分布的东亚飞蝗肠道微生物多样性情况。【方法】本文利用Illumina NovaSeq测序平台对中国4个代表性蝗区的东亚飞蝗(Locusta migratoria manilensis Meyen)肠道微生物进行16S rRNA基因测序和分析,探究其多样性。【结果】分布区域、发育时期和性别对东亚飞蝗肠道微生物结构均影响明显,其中分布区域的影响最为显著,其次为性别和发育时期。多样性分析发现,采自广东省清远市和河北省沧州市的东亚飞蝗肠道微生物多样性差异性较大,所选取的8个环境因子中平均气温和降水量可影响东亚飞蝗的肠道菌群多样性。【结论】研究结果从共生微生物和环境因素角度解析了东亚飞蝗的环境适应性,为研制地理溯源技术和开发微生物制剂提供了科学依据。     

从宏基因组推测扎龙湿地未培养甲烷古菌Rice Cluster II的代谢途径与可能的盐碱适应性

【背景】湿地是重要的甲烷排放源,因为其中栖息着各种产甲烷古菌。已知未培养甲烷古菌Rice Cluster Ⅱ (RCⅡ)类群广泛分布于低温酸性和北方泥炭藓湿地、淡水湿地及草本沼泽等环境,但它们在低温盐碱湿地中的分布及代谢途径尚未知。【目的】分析扎龙盐碱湿地未培养甲烷古菌RCⅡ类群的多样性、推测产甲烷代谢途径及其潜在的盐碱适应机制。【方法】16S rRNA基因扩增子测序分析扎龙湿地土壤中甲烷古菌群组成;构建16S rRNA基因克隆文库分析扎龙湿地土壤RCⅡ的多样性;宏基因组分析推测RCⅡ古菌编码的产甲烷途径及与耐盐碱相关物质的合成基因。【结果】16SrRNA基因高通量测序发现未培养甲烷古菌的RCⅡ类群占扎龙盐碱湿地总甲烷古菌的13.280%±0.019%;系统发育学分析表明该湿地的RCⅡ由3个分支组成;宏基因组分析组装了2个优势的未培养RCⅡ的基因组,均含完整的氢还原二氧化碳产甲烷途径的基因,并编码海藻糖的转运与合成基因。【结论】扎龙盐碱湿地土壤富含未培养RCⅡ甲烷古菌,推测它们通过氢还原二氧化碳产甲烷,利用细胞内高的海藻糖适应盐碱环境。     

南明河城区河段细菌多样性与环境因子的关系

摘要:【目的】了解南明河城区河段细菌群落结构及多样性变化,探讨城区河段环境因子对细菌群落结构的影响。【方法】应用对细菌16S rDNA V4区的高通量测序技术,分析和比较了南明河流经城区的5个样点的细菌群落多样性;然后采用冗余分析(RDA)探讨了水体环境因子与细菌多样性的关系。【结果】南明河贵阳区段细菌多样性指数( Shannon-Wiener 指数)分析结果显示,多样性指数平均达7.5,乌当桥采样点的细菌多样性＞水口寺采样点＞五眼桥采样＞花溪大桥采样点＞冠洲桥采样点。序列比对结果显示,南明河内细菌除了部分分类地位不明确的菌群和稀有菌群外,其余分布于11个门包含327个属的细菌,优势菌门为变形菌门(Proteobacterice,66.1%±3.30%),其中γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria,54.76%±4.86%)为优势亚群,假单胞菌属(Pseudomonas,16.92%±0.02%)为优势菌属;RDA结果表明不同菌群受不同环境因子的影响 不同,菌属群落Ⅳ和环境中总氮、总磷显著正相关。【结论】高通量测序分析能获得更为全面的细菌群落多样性信息。河流经过城区后环境因子发生较大变化,影响河流细菌群落结构改变。这为研究河流城市区段的细菌结构多样性及与环境因子的关系提供了新的科学数据。     

高通量测序分析云南腾冲热海热泉微生物多样性

【背景】云南腾冲热海热泉中蕴含着丰富的极端微生物资源。【目的】揭示云南腾冲热海热泉中微生物物种多样性及群落结构差异,发掘酸性热泉中铁、硫氧化功能微生物。【方法】采用Illumina HiSeq高通量测序技术对3处热泉15个水体样品中微生物16SrRNA基因V4-V5区进行测序及生物信息学分析。【结果】3处热泉中共获得578061条有效序列,聚类为141个可操作分类单元(Operational taxonomic unit,OTU),包括19个门66个属。鼓鸣泉(GMQ)、蛤蟆嘴(HMZ)、黄瓜箐(HGQ)3处热泉均以泉古菌门(Crenarchaeota)和厚壁菌门(Firmicute)为主。从属水平分析,碱性热泉鼓鸣泉(GMQ)和中性热泉蛤蟆嘴(HMZ)分别注释到37、32个属,优势属均为芽孢杆菌属(Bacillus)和热棒菌属(Pyrobaculum)。酸性热泉黄瓜箐(HGQ)共注释到20个属,优势属为酸杆菌属(Acidibacillus)和酸硫杆状菌属(Acidithiobacillus),此外,具有铁、硫氧化潜力的菌属有喜酸菌属(Acidicaldus)、硫化芽孢杆菌属(Sulfobacillus)、硫化叶菌属(Sulfolobus)及生金球菌属(Metallosphaera)等,进一步通过硫氧化培养基分离获得了这些菌属中的纯菌株。【结论】云南腾冲热海热泉水体中蕴含丰富的微生物资源,热泉间微生物物种组成差异明显;酸性热泉中存在多种具有潜在铁、硫代谢功能的菌种;未分类类群、非培养类群丰度很高,尤其是蕴藏着可观的古菌资源。     

基于高通量测序技术对山羊盲肠细菌多样性的分析

【背景】由于反刍动物特殊的生理结构,以往研究者主要集中对其瘤胃微生物的结构与组成进行了大量研究,严重忽略了盲肠微生物在营养物质消化和肠道健康方面发挥的重要作用。【目的】采用高通量测序技术分析山羊盲肠细菌的多样性及菌群结构。【方法】选用12只10月龄健康母羊,其平均体重为20.70±1.60kg,饲喂20d后,采集每只山羊的盲肠内容物,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 MiSeq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】山羊盲肠微生物测序共获得813 496条有效序列与6 883个OTU,并且稀释曲线和Coverage指数反映此次测序结果比较全面的覆盖了山羊盲肠微生物群落。α多样性和β多样性分析表明,山羊个体之间盲肠微生物的多样性存在差异。在门水平,各样品的优势菌门均为厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes);属水平,核心菌群由梭菌属(Clostridium)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)和6个未分类的细菌组成。PICRUSt基因预测表明,山羊盲肠微生物以代谢功能为主,主要包括:碳水化合物代谢、氨基酸代谢、能量代谢和脂质代谢等。【结论】山羊盲肠与瘤胃细菌的多样性存在显著差异,与粪便微生物组成相似;与单胃动物相比,两者盲肠微生物的组成既有共性,也存在差异。