长足大竹象消化道不同分段菌群异质性及竹木质纤维素降解能力

【目的】长足大竹象Cyrtotrachelus buqueti消化道共生菌群参与了竹纤维素的降解。本研究旨在揭示长足大竹象幼虫消化道不同分段共生菌群异质性及木质纤维素的降解能力。【方法】通过对16S rRNA测序对长足大竹象幼虫消化道分段口器(YB)、前肠(YFG)、中肠(YMG)和后肠(YHG)进行菌群组成分析及功能预测;分析各消化道分段核心属细菌基因组中碳水化合物活性酶(carbohydrate active enzyme, CAZy)基因,预测木质纤维素降解能力;应用口器混合菌(MPJ)、前肠混合菌(FJ)、中肠混合菌(MJ)和后肠混合菌(HJ)悬液体外降解竹笋粉,检测共生菌群的木质纤维素的降解能力。【结果】长足大竹象幼虫消化道菌群多样性分析显示,YFG, YMG和YHG的菌群多样性大于YB,YFG的菌群物种多样性最高,而YB最低。YFG, YMG和YHG样本中厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)相对丰度最高,而YB中变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)相对丰度最高。核心属细菌基因组CAZy基因分析表明长足大竹象幼虫消化道中大多数细菌基因组中存在丰富的CAZy基因,且在拟杆菌属Bacteroides细菌基因组中尤为明显,预示其与木质纤维素的降解密切相关。体外降解竹笋粉实验结果表明,长足大竹象幼虫MPJ, FJ, MJ和HJ对竹笋粉纤维素的降解率分别为21.7%, 39.9%, 44.2%和21.0%,对半纤维素降解率分别为72.7%, 52.3%, 65.7%和61.5%,对木质素降解率分别为20.5%, 41.3%, 39.9%和37.9%。【结论】长足大竹象幼虫的消化道菌群的异质性可以影响木质纤维素降解能力,因而这些菌群可以作为分离高效木质纤维素降解菌的重要来源之一。本研究为竹生物质的工业转化利用提供部分参考信息。     

不同水位下拟建鄱阳湖水利枢纽对食块茎鸟类栖息地适宜性的影响研究

鄱阳湖为亚洲最大的候鸟栖息地,近十余年发生了枯水期提前且延长及湖区生态环境日益恶化的问题,对于此问题江西政府提出了一种科学的工程措施--鄱阳湖水利枢纽（简称枢纽）。然而,枢纽对越冬候鸟栖息地的影响尚无定量研究。以鄱阳湖食块茎鸟类--白鹤（Grus leucogeranus）、白枕鹤（Grus vipio）和小天鹅（Cygnus columbianus）的栖息地为研究对象,利用3S技术结合生态学知识,在ArcGIS平台上搭建了食块茎鸟类栖息地适宜性评价模型,使用二维水动力模型联合适宜性评价模型,生成鄱阳湖在兴建枢纽前、后的食块茎鸟类栖息地适宜性分布图。选取工程调度时期水位相对稳定时段,以鄱阳湖无枢纽状态下星子水位为基础,探究鄱阳湖在不同水位时,有拟建枢纽和无拟建枢纽状态下食块茎鸟类的栖息地适宜性的变化,定量分析拟建枢纽对候鸟栖息地适宜性造成的影响。研究发现：枢纽的调度规则具有一定的科学性,水位调度方案对湖泊食块茎鸟类越冬初期栖息产生的影响较小,但会牺牲一部分越冬后期适合食块茎鸟类栖息的区域。拟建枢纽选址处至都昌站的食块茎鸟类栖息地适宜性受枢纽的负面影响最为显著,各级自然保护区之中,北部省级候鸟自然保护区受其负面影响最大,此保护区将减少18.01-39.80 km²适合食块茎鸟类栖息的面积。但是枢纽的运行能增加湖泊土壤水含量,使食块茎鸟类更易于觅食,且能增加喜食块茎鸟类的食物丰富度。本研究可为为今后鄱阳湖湖区水环境规划和水生态管理维护提供一定的科学参考。     

慢性乙型肝炎患者肠道菌群与肝脏生化指标的相关性

乙型肝炎病毒感染引起的慢性乙型肝炎 (Chronic hepatitis B,CHB) 是一种全球性流行疾病,严重时可引起肝功能衰竭,甚至发展成肝硬化和肝癌。也已发现CHB的发生和发展与肠道菌群的组成和结构的变化密切相关。为进一步探究肠道菌群结构与肝脏生化指标之间的联系,文中随机纳入14名CHB患者和11名健康对照者 (Control group,CN),分析其肝脏生化指标和肠道菌群的结构以及两者的相关性。结果发现CHB患者肝脏生化指标丙氨酸转氨酶 (Alanine transaminase,ALT)、总胆红素 (Total bilirubin,TBIL) 和γ-谷氨酰转移酶 (Gamma glutamyl transferase,GGT) 等的水平发生显著变化;普雷沃氏菌属Prevotella、劳特氏菌属Blautia、瘤胃球菌属Ruminococcus、Eubacterium eligens group等菌属失调;单形拟杆菌Bacteroides uniformis和Ruminococcus sp. 5_1_39BFAA可能与CHB患者的肝损伤相关,提示这些菌可能成为治疗CHB的新“切入点”。     

一种来源于红螺菌科细菌新型卤醇脱卤酶的克隆表达及其酶学性质鉴定

作为一类多功能生物催化剂,卤醇脱卤酶在手性β-取代醇和环氧化合物合成应用方面备受关注。目前催化功能较为清楚的卤醇脱卤酶不足40种,且绝大部分催化性能并不能满足科学研究和实际应用的要求,因此挖掘并鉴定更多的卤醇脱卤酶具有重要意义。本文克隆表达了来源于红螺菌科细菌Rhodospirillaceaebacterium中一个假定卤醇脱卤酶(HHDH-Ra)并对其催化特性以及酶学性质进行研究。将HHDH-Ra基因克隆到表达宿主大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3),结果显示目的蛋白为可溶性表达。底物特异性研究显示HHDH-Ra对1,3-二氯-2-丙醇(1,3-DCP)和4-氯-3-羟基丁酸乙酯(CHBE)具有良好的特异性。以1,3-DCP为反应底物获得HHDH-Ra的最适pH和最适温度分别为8.0和30℃。pH稳定性结果显示HHDH-Ra在pH 6.0–8.0具有较好的稳定性且经过100 h处理以后仍能保持70%左右的酶活。温度稳定性结果显示HHDH-Ra在30℃、40℃条件下的半衰期为60h,且当温度提高到50℃时,该酶的半衰期仍有20h,远高于已报道的酶。因此,来源于Rhodospirillaceae bacterium新型卤醇脱卤酶具有较好的温度、pH稳定性以及催化活性,在合成关键化学、医药中间体中具有一定的应用潜力。     

倒刺鲃两极虫的宿主新记录及其分子系统学研究

为弄清倒刺鲃两极虫(Myxidium spinibarba)的宿主多样性和胭脂鱼(Myxocyprinus asiaticus)寄生黏孢子虫的种类组成, 研究基于形态和分子数据, 比较分析了寄生于不同宿主的倒刺鲃两极虫的形态学和形态计量学特征及分子系统发育关系。结果显示: 寄生于胭脂鱼和中华倒刺鲃的倒刺鲃两极虫株系在形态学和形态计量学上未出现显著性差异, 18S rDNA序列相似度为99.9%—100.0%, 遗传距离为0.000—0.001, 符合种内变异; 寄生于不同宿主倒刺鲃两极虫的株系在系统发育树中嵌合聚支, 且寄生于胭脂鱼的倒刺鲃两极虫株系先分化。以上结果表明: 研究中两株系与倒刺鲃两极虫为同一物种, 但在分子水平已经出现分化; 这是首次在胭脂鱼中检获到黏孢子虫, 胭脂鱼是倒刺鲃两极虫的新宿主。     

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。     

老龄小鼠术后认知功能障碍和肠道菌群失调的关系

摘要 目的：评价肠道菌群失调和老龄小鼠术后认知功能障碍的潜在作用机制和关系。方法：清洁级健康雄性老龄小鼠 C57BL/6J 20只,16-17月龄,体重28-35ｇ,采用随机数字表法分为两组：对照组（A=10只）和手术组（AS=10只）。AS组小鼠行剖腹探查术。术后48小时采集小鼠粪便和血清标本,16S rDNA测序检测粪便肠道细菌丰度变化,Elisa法检测血清的IL-1β、IL-6和TNF-α含量。术后3天行Morris水迷宫实验。结果：与A组比较,AS组小鼠术后逃避潜伏期延长,空间探索试验在目标象限所花的时间减少（P＜0.05）;α多样性与β多样性指数分析两组小鼠粪便肠道菌群的丰富度和多样性发生差异性改变,AS组的肠道菌群结构中门（6种）和属（15种）水平相对丰度的差异较显著（P＜0.05）;两组小鼠血清中IL-1β、IL-6和TNF-α水平表达对比差异无统计学意义（P＞0.05）。结论：肠道菌群失调改变可能与老龄小鼠术后认知功能障碍的发病机制有关。     

马蜂内生酵母种群结构分析及Metschnikowia pulcherrima的分离和鉴定

本文以新疆石河子西公园的马蜂Vespa velutina为研究对象,结合基于26S rDNA的高通量测序技术和稀释平板分离的方法,研究马蜂内生酵母物种组成及其多样性.结果 显示,马蜂体内包含Cutaneotrichosporon、Torulaspora、Pichia等10个属内生酵母;含有Cutaneotrichosporon cutaneum、Torulaspora delbrueckii、Sporidiobolales sp.等10种内生酵母.Shannon指数、Simpson指数、ACE指数和Chao1指数分别为0.619215、0.681265、84.38456和76.利用稀释平板分离方法分离获得一株内生酵母,结合菌落和细胞形态观察、生理生化检测以及26S rDNA分子鉴定等方法,该酵母菌株为美极梅奇酵母Metschnikowia pulcherrima.本研究可为后续的内生酵母菌功能研究及酵母菌资源开发与利用奠定基础.     

高通量测序分析妊娠期糖尿病对早产儿肠道菌群的影响

目的通过高通量测序技术探究妊娠期糖尿病对早产儿肠道菌群的影响,并对相关功能及代谢通路进行预测。方法选取符合入组条件的早产儿40例,依据孕母是否患有妊娠期糖尿病分为妊娠期糖尿病组(GDM组)和对照组,各20例,于出生后24 h内收集早产儿胎便进行16S rRNA基因测序,对测序结果进行物种分类学分析及生物信息学分析。结果 GDM组显示出更低的物种丰富度及多样性(P=0.048)。两组物种组成存在显著差异(P=0.048),GDM组厚壁菌门与拟杆菌门比值明显升高,机会致病菌相对丰度增加,同时革兰阴性杆菌比例上升。PICRUSt功能预测分析表明,GDM组在碳水化合物转运及代谢、细胞外结构、环境信息处理代谢通路和免疫性疾病代谢通路的功能丰度增高。结论妊娠期糖尿病可导致早产儿肠道微生态平衡被破坏,肠道菌群失调或为母亲患有GDM的早产儿多种疾病发病率增高的原因之一。     

小鼠阴道菌群紊乱模型的建立

目的建立小鼠阴道菌群紊乱模型,为调整阴道菌群紊乱的药物研发提供模型参考。方法采用雌激素化的C57BL/6小鼠经阴道以不同处理方式(链霉素50μg/只,加德纳菌50μL/只,链霉素50μg/只+抗链霉素加德纳菌50μL/只,每种处理方式各70只/组)诱导小鼠阴道菌群紊乱模型,采用细菌16S rDNA高通量测序考察造模后第1、第2、第3、第5、第7、第9、第11天内加德纳菌在阴道内的定植情况,以及阴道细菌结构和细菌生物多样性,并通过显微镜观察阴道组织的病理改变,比较3种造模方法的差异。另采用阳性药物(定君生,成分为德氏乳杆菌)对模型进行验证。结果采用链霉素联合抗链霉素加德纳菌能诱导形成典型的阴道菌群紊乱模型,造模后可见加德纳菌在阴道内的定植增多,优势菌以铜绿假单胞菌为主,且阴道细菌生物多样性增加,阴道组织可见明显的炎症浸润和上皮细胞坏死等病理改变。定君生能显著减少加德纳菌在阴道内的定植,减少阴道内的细菌生物多样性,并能显著改善阴道组织病理变化。结论采用链霉素联合抗链霉素加德纳菌诱导的小鼠阴道菌群紊乱模型方法更佳,模型的细菌学和组织病理学改变,以及对药物的反应性与临床有一定相似,具有临床应用价值。