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。     

三倍体毛白杨不同组织内生细菌多样性分析

【背景】三倍体毛白杨非常适合黄河区域生态经济发展,是我国林业推广项目的重要树种。内生细菌在三倍体毛白杨不同组织中广泛存在,对三倍体毛白杨具有防病、促生、固氮和生物修复等生物学作用。【目的】通过分析三倍体毛白杨不同组织内生细菌多样性,可以充分挖掘其蕴含的丰富微生物资源。【方法】以北京林业大学山东冠县毛白杨基地的三倍体毛白杨为材料,应用16S rRNA基因高通量测序技术对其根、茎、叶中内生细菌多样性进行了分析,阐述三倍体毛白杨不同组织内生细菌多样性的变化趋势和规律,为其内生细菌的进一步应用奠定理论基础。【结果】三倍体毛白杨根部内生细菌群落丰富度及多样性最高,叶片中最低。高通量测序结果显示,在全部样本中,假单胞菌门和放线菌门为优势门,伯克氏菌属(Burkholderia)、假诺卡氏菌属(Pseudonocardia)和食酸菌属(Acidovorax)为优势属,不同组织的内生细菌群落结构组成差异显著;16S rRNA基因功能预测结果显示,三倍体毛白杨内生细菌的功能主要涉及氨基酸代谢、维生素代谢、芳香族化合物降解和糖酵解等。通过分离培养共获得217株内生细菌,分属于23个属44个种,其中有4株1...     

16s rRNA基因克隆文库分析比较牙周炎患者和健康人口腔唾液微生物多样性

【目的】通过对同一地区、同一民族牙周炎患者和健康人的唾液微生物群落结构的分析,探寻牙周炎患者口腔微生物的多样性。【方法】采集甘肃东乡族自治县的东乡族牙周炎患者和健康人唾液各5例,分别记作DP(东乡牙周)和DH(东乡健康),提取细菌总DNA,构建16S r RNA基因克隆文库,测序后利用MOTHUR、MEGA 4.0、Clustal X 3.0等软件对测序结果进行分析。【结果】所有样本共检测出115个OTUs(DP 60,DH 75),归属于6个门,27个属。TM7是DP组特有的优势菌门。仅在DP组中检测到的优势菌属是梭菌属(Fusobacterium)、卟啉单胞菌属(Porphyromonas)、消化链球菌属(Peptostreptococcus)和TM7_genera。【结论】发现牙周炎患者与健康人口腔唾液微生物存在一定差异。其中,TM7、梭菌属和消化链球菌属在牙周病中的作用值得进一步研究。     

辣椒连作对土壤细菌群落的影响

【目的】土壤微生物对农业生态系统的长期可持续性至关重要。为探讨不同连作年限对辣椒土壤细菌群落结构和潜在功能的影响。【方法】采用16S rRNA基因高通量测序PICRUSt功能预测相结合的研究方法,对不同连作年限下(1Y、3Y、5Y和10Y)的辣椒土壤细菌微生物群落结构和功能进行分析。【结果】微生物多样性指数和共生网络复杂度随连作年限的延长而降低,同时,连作年限变化对细菌群落组成有显著影响。不同的土壤细菌种群对连作措施的响应程度不一,长期连作增加了变形菌门和拟杆菌门的相对丰度,但降低了绿弯菌门、酸杆菌门、厚壁菌门和髌骨细菌门的相对丰度。PICRUSt功能预测结果表明,延长连作年限改变了土壤细菌整体的氮、磷代谢能力,导致细菌群预测功能基因发生了变化,能量代谢、氨基酸代谢和碳水化合物代谢等重要代谢功能基因减少,而折叠、分类和降解、复制和修复、膜转运、细胞生长与死亡等功能基因丰度明显增加。冗余分析表明,土壤有机质和有效磷是影响细菌群落迁移和功能变化的关键土壤理化因子。【结论】延长辣椒连作年限后,细菌群落结构改变和多样性下降导致土壤微生物群落功能失调可能是造成辣椒连作障碍的原因之一。     

胡杨叶片及韧皮部内生细菌多样性及生物学功能分析

【目的】通过分析胡杨叶片及树干内生细菌群落多样性、结构特征及生物学功能,探究内生细菌与宿主胡杨的互作机制。【方法】利用Illumina MiSeq高通量测序技术,对采集自新疆喀什地区胡杨林的3组胡杨树叶和3组树干样本的内生细菌进行Alpha、Beta多样性分析、群落组成分析以及通过比对代谢数据库进行群落功能预测,并对样品中内生细菌进行分离纯化鉴定。【结果】胡杨树叶优势菌群依次为变形菌门Proteobacteria(40.71%)、放线菌门Actinobacteria(21.76%)、拟杆菌门Bacteroidetes (14.24%)和厚壁菌门Firmicutes (13.92%);胡杨树干优势菌群为厚壁菌门Firmicutes(56.91%)、放线菌门Actinobacteria(37.01%)。PCoA分析结果表明,胡杨树叶与树干的内生细菌群落结构存在明显差异,同类型组织样本群落结构相似。功能预测发现,内生细菌丰度较高的代谢通路及酶大多与细胞壁和细胞膜、外排泵、氧化应激、相容性溶质、能量代谢等相关。并分离到可培养内生细菌44株,分属5个属,其中芽孢杆菌属占比最多。【结论】胡杨叶片中...     

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。     

基于高通量测序的辐射污染区细菌群落特征分析

【目的】为了更加全面地揭示辐射污染区细菌种群多样性,了解辐射污染对辐射区土壤中细菌群落结构的影响。【方法】运用高通量测序方法,分别进行了土样细菌16S r RNA基因的V3可变区测序,进而对无辐射污染对照和不同辐射污染程度的土样中细菌群落组成和多样性进行分析。【结果】研究共获得110 348条有效序列,17 604个OTUs,共涉及细菌域的19个门和6个潜在菌门和其它未分类菌群的726个属。多样性分析表明,辐射污染会引起土壤样品中微生物群落的分布显著差异化,显著提高细菌群落种群多样性和微生物丰度。微生物群落组成分析发现,在辐射污染胁迫下,辐射污染区样品中变形杆菌门分布比例显著下降;随着辐射污染程度的提高,放线菌门所占比例逐步提高,未分类菌门、厚壁菌门和酸杆菌门也有明显的提高。同时,研究发现辐射污染区中存在着大量未分类菌属。【结论】研究揭示了辐射污染区极为丰富的细菌多样性,大量微生物新物种资源有待发掘。     

广东省本地油茶和引种油茶根际土壤微生物群落特征

【背景】近年来,油茶低效林面积较大,根际土壤微生物影响林木抗性和生长,对林业可持续发展具有重要意义。【目的】了解广东省本地油茶和引种油茶根际土壤微生物群落特征。【方法】利用高通量测序分析油茶根际土壤微生物群落组成。【结果】油茶根际土壤细菌有26门77纲201目377科593属676种,真菌有14门50纲121目266科502属631种。油茶根际土壤中的优势细菌为酸杆菌门和变形菌门,优势真菌为子囊菌门和担子菌门。两种油茶根际土壤微生物组成差异显著,本地油茶根际土壤的细菌多样性显著高于引种油茶。在门水平上,脱硫杆菌门细菌和罗兹菌门、被孢霉门真菌的相对丰度在两种油茶间差异显著,Amorphotheca在本地油茶根际土壤中特异性富集。两种油茶根际土壤细菌碳代谢相对丰度差异显著,真菌以腐生营养型为主,其次为病理营养型和共生营养型。本地油茶根际土壤中显著富集土壤腐生菌,而共生营养型真菌(尤其是丛枝菌根真菌)相对丰度(6.43%)显著低于引种油茶中(21.83%)。此外,有机质和养分含量是影响油茶根际土壤微生物群落的关键因子。【结论】本地油茶和引种油茶根际土壤微生物群落组成和结构差异显著,Amorp...     

基于16S rRNA基因测序技术分析猪链球菌2型感染BALB/c小鼠粪便样本中微生物的变化

【目的】通过研究粪便样本的微生物特点间接探讨猪链球菌2型感染BALB/c小鼠后肠道微生物的变化。【方法】本研究采用IlluminaMiSeq测序技术,测定了健康小鼠和猪链球菌2型感染小鼠粪便中微生物16S rRNA V3-V4区序列,并对群落结构和多样性进行了比较分析。【结果】多样性分析表明,感染组和对照组小鼠的粪便中微生物多样性和群落组成均不相同,存在较大的差异,感染组展示了较高的物种丰度和种群差异性。在门水平上,相对于对照组,感染组增加厚壁菌门和拟杆菌门等有益微生物比例,以提高机体免疫力,但也同时增加了变形杆菌等条件致病菌的比例,增加了疾病发生的可能性。在科水平上,感染组和对照组优势菌均含有瘤胃菌科,但其所占细菌总序列的比例存在较大的差异,分别占感染组和对照组细菌总序列的36.58%和11.02%。在属水平上,感染组和对照组的优势菌属类别及占总微生物比例存在显著的差异。感染组主要以瘤胃菌科UCG-002和乳酸杆菌属为优势菌属,对照组以螺旋体科GWE2-31-10和密螺旋体属2为优势菌属。综上,BALB/c小鼠感染猪链球菌2型后存在肠道微生态失调。【结论】通过本研究,不仅对猪链球菌2型感染后小鼠的粪便微生物多样性和组成种类有了一定的认识,而且为今后筛选有益微生物、通过调整微生物治疗猪链球菌2型感染提供了依据。     

尕海湖湿地泥炭细菌多样性分析

【目的】探讨甘南尕海自然保护区湿地泥炭细菌的多样性和群落结构,通过3个不同地点的随机取样,对尕海自然保护区尕海湖的泥炭资源进行细菌多样性分析。【方法】运用Illumina Mi Seq高通量测序平台,对尕海湖湿地泥炭的细菌群落进行宏观基因组测序分析,检测了泥炭3个样本的细菌群落的差异性。【结果】通过对Silva数据库的比对,总共获得了108 096条优化序列代表。尕海自然保护区湿地泥炭样本的优势细菌群主要为Anawerodineaceae-uncultured(厌氧绳菌目-不可培养)、Micromonospora(小单孢菌属)、Brevundimong(短波单孢菌属)和Nocardioides(诺卡氏菌属),3个样品细菌群落组成差异较大。【结论】首次阐明了尕海湖水陆过渡区泥炭地细菌群落的多样性,为下一步开发和利用泥炭的功能菌群、研究泥炭微生物群落生态网络结构如何响应环境变化提供了基础资料。     

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.     

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     

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.     

Entwicklungsgeschichte und Ultrastruktur von Pollenkitt und Exine bei nahe verwandten entomophilen und anemophilen Angiospermensippen derAlismataceae,Liliaceae, Juncaceae,Cyperaceae, Poaceae undAraceae

Some closely related members of the monocotyledonous familiesAlismataceae, Liliaceae, Juncaceae, Cyperaceae, Poaceae andAraceae with variable modes of pollination (insect- and wind-pollination) were studied in relation to the ultrastructure of pollenkitt and exine (amount, consistency and distribution of pollenkitt on the surface of pollen grains). The character syndromes of pollen cementing in entomophilous, anemophilous and intermediate (ambophilous or amphiphilous) monocotyledons are the same in principal as in dicotyledons. Comparing present with former results one can summarize: 1) The pollenkitt is always produced in the same manner by the anther tapetum in all angiosperm sub-classes. 2) The variable stickiness of entomophilous and anemophilous pollen always depends on the particular distribution and consistency of the pollenkitt, but not its amount on the pollen surface. 3) The mostly dry and powdery pollen of anemophilous plants always contains a variable amount of inactive pollenkitt in its exine cavities. 4) A step-by step change of the pollen cementing syndrome can be observed from entomophily towards anemophily. 5) From the omnipresence of pollenkitt in all wind-pollinated angiosperms studied one can conclude that the ancestors of anemophilous angiosperms probably have been zoophilous (i.e. entomophilous) throughout.

     

Identification and Characterization of the First Equine Parainfluenza Virus 5

正Dear Editor,Parainfluenza virus 5 (PIV5), known as canine parainfluenza virus in the veterinary field, is a negative-sense,nonsegmented, single-stranded RNA virus belonging to the Paramyxoviridae family (Chen 2018). The virus was first reported in primary monkey kidney cells in 1954 (Hsiung1972), then it has been frequently discovered in various