基于高通量测序的池塘养殖半滑舌鳎消化道菌群的结构特征分析

运用高通量测序方法研究了池塘养殖半滑舌鳎消化道和池水、池塘底泥、颗粒饵料中的微生物菌群结构,并分析了它们之间的相关性。实验结果证实,养殖池塘池水、底泥和饵料中的细菌种类多样性要远高于半滑舌鳎消化道中的细菌多样性,但消化道中的菌群结构与池水和池塘底泥中的细菌没有相关性,仅在一定程度上受到颗粒饵料中菌群的影响。而半滑舌鳎消化道不同部位的细菌种类多样性存在一定的差异,但优势菌群的组成并没有明显的结构差异,优势菌种的构成和相对数量比例非常相似,并且大部分的优势菌种在NCBI数据库中没有同源菌株。研究说明半滑舌鳎消化道菌群这一微生态系统的结构相对独立,在池塘养殖这一阶段几乎不受养殖环境中菌群的影响,而且定植肠道中的一些优势细菌种类可能具有宿主特异性。     

基于高通量测序分析哮喘小鼠呼吸道菌群的变化

通过高通量测序分析哮喘模型小鼠呼吸道菌群的变化情况。

将12只SPF级BALB/c雄性小鼠随机分为对照组和模型组, 每组6只。采用卵清蛋白致敏方法建立哮喘小鼠模型后, 进行支气管组织切片病理学观察, ELISA法检测血清IgE水平, 测定肺指数, 采集咽拭子后提取DNA行高通量测序分析。

与对照组比较, 模型组小鼠血清IgE水平明显升高(P < 0.05), 肺指数明显上升(P < 0.05), 可见支气管上皮粘膜有水肿, 少量淋巴细胞浸润, 平滑肌增生。模型组小鼠呼吸道菌群与对照组比较, 菌种丰度升高, 厚壁菌门较对照组减少(P < 0.05), 放线菌门和变形菌门增多(P < 0.05), 菌群结构有明显差异。

哮喘小鼠存在呼吸道微生态菌群失衡。

     

基于高通量测序的鱼菜共生池塘与普通池塘微生物群落结构比较

鱼菜共生(Aquaponics)作为一种可持续、循环型、零排放的新型的复合耕作体系, 因具有良好的生态环境效应和食品安全保障, 成为解决农业生态危机的有效途径。研究采用Illumina高通量测序平台对西北地区典型池塘鱼菜共生养殖模式下, 养殖水环境与根系细菌微生物16S rRNA基因(V3—V5区)进行高通量测序。比较群落结构和微生物多样性表明, 细菌总有效序列为56444条, 细菌物种平均注释OTU数目为945条。在鱼菜共生模式下的优势门类为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、蓝菌门(Cyanobacteria)。根系微生物群落中占优势地位的分别为拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)。OTU聚类分析结果显示6个样品共有OTU数目为165, 其中新疆水生野生动物救护中心鱼菜共生池塘水样(JH.KX)特有OTU数量最高(137), 其空心菜根系水样(JH.R)最低(30), 而乌鲁木齐市米东区长山子镇水源地养殖基地空心菜根系水样(MD.R)和新疆水生野生动物救护中心对照池塘水样(JH.C)数量相同(85)。通过对各OTU进行注释, 发现了根瘤菌、鱼类致病菌、耐寒细菌、降解有机物细菌、降低重金属及毒素危害的细菌。研究为鱼菜共生生态养殖模式下微生物群落结构及其生态调控机理提供了参考依据。     

基于高通量测序技术马肠道菌群研究进展

马肠道非常发达,其中定居着丰富又复杂的微生物菌群,这些微生物在宿主的生理、代谢、营养和免疫功能等方面有着重要作用.基于高通量测序的宏基因组学技术和分析手段的改进,对复杂环境中微生物的研究更加方便、透彻.本文就基于高通量测序的宏基因组技术在马肠道核心菌群、不同肠道段菌群结构、不同因素对肠道菌群结构的影响,以及马肠道微生物...     

基于高通量测序的树鼩不同肠道部位菌群结构分析

目的观察树鼩不同肠道部位菌群的多样性及构成。方法采集3只雄性树鼩回肠、盲肠、结肠内容物,提取DNA,利用Illumina PE250高通量测序平台扩增肠道菌16S rDNA V4区域,分析菌群结构和丰富度。结果树鼩回肠、盲肠、结肠菌群的优化序列数差异无统计学意义。α多样性分析,树鼩肠道3个部位菌群的Chao1指数、PD指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数差异无统计学意义,相对于回肠,盲肠与结肠菌群多样性的相似性较高。Rank-Abundance曲线显示,回肠菌群的丰富度较高且分布较均匀。β多样性分析,树鼩回肠菌群结构差异性较小,盲肠与结肠菌群结构差异较大。树鼩肠道菌群共检出26个门,17个门在3个组共存。互养菌门(Synergistetes)、Rokubacteria门、奇古菌门(Thaumarchaeota)、TA06门仅见于回肠;衣原体门(Chlamydiae)为盲肠中特有;迷踪菌门(Elusimicrobia)仅在结肠中发现。共获得414个属,结肠、盲肠、回肠中独有属分别为15个、7个、3个。共发现530个种,其中唾液乳杆菌(Lactobacillus salivarius)丰富度最高。Random Forest分析结果显示,在树鼩回肠、盲肠、结肠中发现7个生物标记物。结论树鼩回肠、盲肠、结肠肠道菌群多样性差异无显著性,但相对于结肠与盲肠,回肠菌群丰富度较高且分布较均匀。树鼩3个肠道部位具有各自独特的菌群。     

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。     

基于高通量测序的精神分裂症患者肠道菌群多样性

目的 探讨精神分裂症患者肠道菌群多样性变化。方法 收集16例精神分裂症患者（schizophrenia,Sch）与18例健康者（healthy donor,HD）的粪便样本,提取肠道菌群基因组,扩增16S rRNA基因,运用Illumina平台进行测序。对测序结果进行多样性和物种组成差异分析。结果 精神分裂症患者组肠道菌群在门、纲、目、科、属、种、分类操作单元（operational taxonomic units,OTUs）水平的群落种类数目少于健康对照组。Alpha多样性指标中患者组的Ace指数（226.58±31.67）、Chao1指数（222.29±34.45）和Shannon指数（2.66±0.69）明显低于健康对照组（293.63±56.07、302.2±57.99、3.59±0.36）,差异均有统计学意义（Ps<0.001）,而Simpson指数（0.20±0.17）明显高于健康对照组（0.07±0.03）,差异有统计学意义（P<0.01）;Beta多样性分析显示两组研究对象肠道菌群样本可被鉴别区分。精神分裂症患者组与健康对照组样本在门和属水平上肠道菌群组成和含量有差异,其中患者组拟杆菌门和软壁菌门占比明显低于健康组,差异有统计学意义（21.76% vs.27.05%,P=0.008;0.00% vs. 0.20%,P=0.033）,而放线菌门明显高于健康组（13.52% vs. 2.88%,P=0.020）,差异有统计学意义;患者组拟杆菌属和柔嫩梭菌属占比明显低于健康组（9.15% vs. 20.60%,P=0.031;3.29% vs. 9.58%,P=0.005）,差异有统计学意义,而双歧杆菌属、普雷沃菌属和巨单胞菌属明显高于健康组（10.89% vs.1.78%,P=0.025;10.88% vs.1.98%,P=0.046;10.78% vs.2.69%,P=0.026）,差异有统计学意义。结论 基于16S rRNA的高通量测序有助于分析精神分裂症患者肠道菌群多样性变化,为研究肠道菌群与精神分裂症的关系提供新的思路和理论依据。     

高通量测序分析口服抗生素大鼠肠道菌群组成变化

目的探讨口服抗生素大鼠肠道菌群变化。方法在雄性SD大鼠的饮用水中添加肠道不吸收的抗生素(新霉素、杆菌肽和游霉素),饮用1周后,收集粪便并提取细菌基因组DNA,PCR扩增r DNA的V4区特定序列,用Illumina Mi Seq平台测序,进行生物信息学分析大鼠粪便中肠道菌群的组成。结果与对照组相比,抗生素组样品的菌群多样性显著下降(P0.05)。克雷伯菌属、理研菌科等菌群百分比显著增高,乳杆菌属、拟杆菌目(S24-7)等菌群百分比显著下降。结论饮用抗生素的大鼠肠道菌群有显著变化。     

CVTree在454高通量测序分析菌群结构中的应用

目的探究将基于短串频度的CVTree方法用于反映菌群结构的16S rRNA基因的454高通量测序数据分析的可行性,为快速分析高通量菌群结构数据提供新的方法。方法对一个四世同堂的中国家庭7名成员肠道菌群和不同基因型及饮食类型的小鼠肠道菌群用454高通量方法获得16S rRNA基因的V3区的测序数据,用CVTree的方法进行菌群结构的比较分析。结果通过选取合适的短串长度,CVTree的方法能准确检测到各样本间的聚类关系,其结果与之前文献报道的基于Unifrac算法的结果相一致。结论CVTree能快速、有效地处理16S rRNA基因的454高通量测序数据,实现对不同菌群结构相似性的比较分析。     

基于高通量测序的油茶地区人群肠道菌群多样性

目的 探索广西油茶地区人群肠道菌群的特征。 方法 采用1∶1病例对照研究方法,在广西油茶地区和非油茶地区按性别、年龄匹配收集20对健康男性人群粪便和血样,同时收集个体一般信息和食物摄入信息;测定血生化指标,采用16S rDNA的 V4-V5区序列进行高通量测序分析肠道菌群的差异。 结果 油茶组人群肠道菌群丰度(Ace指数、Chao1指数)较非油茶组显著增加(t=2.202、3.210,P=0.034、0.003);厚壁菌门、柔壁菌门在油茶组中丰度显著高于非油茶组,拟杆菌门、梭杆菌门在非油茶组中显著高于油茶组;油茶组Dialister、Faecalibacterium、毛螺旋菌属、普雷沃菌属、棒状杆菌、微球菌、双歧杆菌的丰度显著高于非油茶组;油茶组人群体质量、BMI、血清总胆固醇、低密度脂蛋白、超敏C 反应蛋白水平显著降低(t或z=2.682、3.843、2.238、2.702、1.581,P=0.007、结论 广西油茶地区人群肠道菌群多样性具有显著特征,为通过肠道菌群研究油茶的健康效应提供了新的理论依据。     

缢蛏基因组DNA的提取及其效果分析

应用酚/氯仿抽提法提取缢蛏基因组DNA,并以所提取的基因组DNA为材料进行酶切反应及RAPD分析。结果显示,用酚/仿提取法提取的缢蛏基因组DNA质量高、稳定性好,酶切效果明显,RAPD扩增条带清晰,能满足DNA的酶切、PCR和RAPD等分子生物学实验对于模板DNA质量高的要求。     

缢蛏滩涂养殖环境的细菌群落组成及分析

1引言滩涂贝类养殖由于实行生态养殖,目前已成为宁波市海水养殖业的一大热点.近几年来,随着沿海经济的高速发展,滩涂环境污染问题日趋严重,养殖贝类大规模死亡的现象时有发生,给海洋水产经济造成了严重损失.而微生物数量及种群分布与区域环境有着密切联系,它可直接或间接地反映区域环境的营养水平、污染程度及底质状况等.目前有关养殖环境微生物学的研究主要是针对水体及养殖池底泥中的细菌[1,4,7～10],而对养殖滩涂环境细菌的研究很少[15,18,19].为此,本文以宁波市昆亭缢蛏滩涂养殖区为研究对象,从细菌生态学角度对滩涂缢蛏养殖环境进行研…     

缢蛏种群遗传多样性的周年变异分析

利用线粒体COI标记分析了福建省宁德市漳湾镇横屿村滩涂5个月份缢蛏群体(S3,S5,S7,S9,S11)的遗传结构,以期评估不同月份时期种群的遗传多样性差异。基于线粒体COI基因的结果表明,5个缢蛏群体的平均核苷酸差异数位于2.7836-3.6894之间,核苷酸多样性指数位于0.0050-0.0066之间,遗传多样性水平大致表现为S3和S5群体较高于S7和S9群体,明显高于S11群体。AMOVA分析结果显示,群体间遗传变异量占总变异的7.18%,而群体内变异达到了92.82%,说明遗传差异主要来自于群体内部。由此可见,从3月份到11月份,缢蛏群体的遗传多样性水平呈现出下降趋势,尤其是在11月份,差异最为明显。     

养殖密度对缢蛏养殖系统水质的影响

依据辽宁丹东东港地区的实验池塘中缢蛏(Sinonovacula constricta)实际放养密度,设置了0、30、60、90和120 ind·m-25个密度梯度,采用实验生态学方法室内模拟研究了放养密度对缢蛏单养系统水质的影响。结果表明:放养密度对溶解氧(DO)、硝态氮(NO3--N)、亚硝态氮(NO2--N)、活性磷(PO43--P)及总磷(TP)含量的影响极显著(P0.01),对铵态氮(NH4+-N)含量的影响不显著(P0.05);其中,DO、NO3--N及NO2--N含量随缢蛏放养密度的增加而减小,PO43--P及TP含量随缢蛏放养密度的增加而增大;缢蛏放养密度相对较高的实验组(90和120 ind·m-2)明显促进了底泥沉积物中P的循环和再生,同时提高了水中营养物质N的利用率,有效控制NO2--N及NH4+-N等有害物质的含量;在实际养殖中可以按照90~120 ind·m-2的密度放养,并且加强对池塘水质的管理。     

Identification and characterization of a clam ferritin from Sinonovacula constricta

Ferritin, a major iron storage protein of most living organisms, plays a crucial role in iron metabolism. Here we reported the isolation and characterization of a cDNA of ferritin gene from Sinonovacula constricta (denoted as ScFER). The full-length cDNA of ScFER was of 996 bp, consisting of a 5'-UTR of 120 bp, a 3'-UTR of 360 bp, and a complete open reading frame of 516 bp encoding a polypeptide with 171 amino acid residues. The predicted molecular mass of deduced amino acid of ScFER was 19.76 kDa and the theoretical pI was 5.07. Quantitative real-time PCR was employed to analyze the expression profiles of ScFER mRNA in muscle, mantle and visceral mass after iron exposure. The peak expression level of ScFER in the three tissues was 1.79-fold, 1.31-fold and 3.51-fold increases in muscle, mantle and visceral mass, respectively. The polyclonal antibodies generated from the recombinant product of ScFER could be specifically identified not only the recombinant product, but also the native protein from muscle. All these results strongly suggested that ScFER was involved in the iron metabolism regulation in S. constricta.     

Understanding human genetic variation in the era of high-throughput sequencing

The EMBO/EMBL symposium ‘Human Variation: Cause and Consequence’ highlighted advances in understanding the molecular basis of human genetic variation and its myriad implications for biology, human origins and disease. As high‐throughput sequencing allows us to define genetic variation and its functional consequences at genome‐wide resolution for a large number of people, important questions need to be asked about how to use new technologies to maximize the translational relevance of genetic research for society and the individual patient.     

基于高通量测序技术分析四川两个奶牛场乳汁的菌群差异

【目的】本试验测定了两个奶牛场健康乳汁和乳房炎乳汁中微生物菌群的变化,以揭示不同奶牛场之乳汁菌群的异同,评估其对乳汁代谢的影响是否相同。【方法】采用16S rRNA高通量测序技术,分别测定两个奶牛场6头健康奶牛和6头乳房炎奶牛乳汁中微生物16S rRNA V4区序列,并对菌群群落结构和多样性进行比较,分析场内及场间的乳汁菌群差异。【结果】四组乳汁样本共获得4013234条原始序列,经过滤后获得2887024条优化序列。Alpha多样性Chao指数、Ace指数、Shannon指数、Simpson指数差异均不显著(P0.05);Beta多样性四组样本均分别聚类;在场1和场2中,引起奶牛乳房炎的优势菌属分别是克雷伯氏菌属和埃希氏菌属;在2个奶牛场的健康乳汁中,场2的埃希氏菌属、葡萄球菌属的丰度显著高于场1;在2个奶牛场的乳房炎乳汁中,场2的埃希氏菌属、乳球菌属的丰度显著高于场1;2个奶牛场健康乳汁中的嗜冷菌总丰度分别为31.87%和38.72%;关联分析及功能预测分析表明,2个奶牛场健康乳汁与乳房炎乳汁优势物种之间的关系差异较大;场1无论是Level 1还是Level 2水平,均发现显著性差异的代谢通路,而场2均未发现显著性差异的代谢通路。【结论】本试验研究了两个奶牛场健康乳汁和乳房炎乳汁微生物菌群之间的异同,为两个奶牛场在乳房炎的预防工作以及原料奶在冷链运输过程中质量控制提供理论依据。     

基于新一代高通量测序的环境微生物转录组学研究进展

环境微生物转录组学是一门新兴学科,它以复杂环境样品中的微生物mRNA为研究对象,利用近年兴起的RNA-Seq高通量测序技术,在整体水平上对环境微生物的基因表达水平和调控规律进行研究.本文概述了环境微生物转录组研究从样品的采集保存、RNA提取、mRNA的富集、cDNA合成直到高通量测序及数据分析的基本流程.总结了该技术面临的主要瓶颈:环境样品mRNA含量低、腐植酸等干扰杂质多、rRNA去除程度有限.针对RNA的提取、纯化以及mRNA的富集这些重点步骤,详细阐述了近年来在提高mRNA的得率与纯度上的方法学进展.重点介绍了高通量测序数据的处理及分析方法,从测序数据的质量控制、序列组装、rRNA的鉴定及去除、功能基因注释及分类到差异表达基因的鉴定.最后总结了近年来环境微生物转录组学在新基因的发现、不同环境条件下微生物的基因表达及调控规律研究、有机物的代谢路径分析等3个主要研究领域的广泛应用.随着测序技术及生物信息学分析工具的发展进步,环境微生物转录组学将具有更广阔的应用前景.