奶牛阴道菌群分析与乳酸菌的分离及鉴定

目的研究奶牛阴道菌群,并从健康奶牛阴道分离出产酸能力很强的乳酸菌。方法采用常规的方法对奶牛阴道进行细菌的分离及鉴定,并进行菌群分析。结果健康奶牛阴道优势菌群主要为乳酸菌(P<0.01),屡配不孕奶牛阴道优势菌群主要为金黄色葡萄球菌(P<0.01);从健康奶牛阴道分离出的乳酸菌为55株,其中产酸能力很强的6株乳酸菌鉴定结果分别为Lactobacillus plantarum、Lactobacillus brevis、Enterococcus faecalis、Lactococcus garvieae、Lactobacillus kitasatonis和Lactobacillus amylovorus。结论奶牛阴道菌群中分离的6株乳酸菌可作为潜在的奶牛阴道微生态制剂进行深入研究。     

基于概率话题模型的微生物菌群结构研究

微生物菌群结构的异质性在影响宿主健康与疾病等方面有着十分重要的作用.对于菌群结构的时间与空间尺度异质性研究主要有非监督学习算法以及监督学习算法.由于菌群数据特性与文本数据特性之间的相似性,本文采用非监督学习的LDA概率话题模型对菌群结构的时间异质性进行研究,并与系统聚类和K-Means聚类这两种方法进行比较.采用LDA模型折叠Gibbs抽样的蒙特卡洛算法对两种数据源北平顶猴(Macaca leonina)阴道菌群(MVB)和轻微型肝性脑病(MHE)菌群的时间异质性OTUs数据集进行了分析.用LDA模型分别将MVB和MHE数据源中的27个样本和77个样本的OTUs数据集分为6个Topic和4个Topic.这与系统聚类和K-Means聚类划分成的簇数目(分别为5,3与4,3)有所不同.此外,实验表明结合MVB样本间生理数据-pH和MHE中样本α多样性,pH和α值的分类相似性更能与LDA模型的样本分类特性保持一致.因此,LDA在样本的聚集程度上更能精确地对OTUs数据集进行分类.更为重要的是,LDA模型还可以鉴定出每个Topic中具有代表性的OTUs.与系统聚类和K-Means聚类方法相比较,LDA模型不仅能更为有效地量化菌群结构的异质性,还能鉴定出相对应影响异质性的OTUs.     

人工饲养幼猴粪便的正常菌群研究

目的通过对10只幼猴粪便正常菌群的测定,了解幼猴肠道正常菌群的分布情况,为猕猴肠道疾病的治疗和微生态制剂的开发提供一定理论依据.方法用微生态学检测方法,对10只健康幼猴粪便中正常菌群(9种细菌)进行定性、定量分析.结果在健康幼猴肠道中,双歧杆菌(10.02±0.25)、类杆菌(10.00±0.09)、韦荣球菌(9.96±0.31)、肠球菌(9.98±0.43)和梭杆菌(9.90±0.24)为优势菌群,而肠杆菌(7.32±1.49)、葡萄球菌(5.74±0.49)和酵母菌(5.42±1.47)含量则较少.结论该实验测出健康幼猴粪便内正常菌群值可作为健康幼猴肠道内正常菌群值的参考.     

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。     

内蒙古地区健康与患炎症奶牛阴道菌群的比较研究

目的对健康与患炎症奶牛阴道菌群进行比较研究,为研制开发防治奶牛阴道炎症制剂奠定基础。方法本实验从内蒙古呼和浩特屠宰场采集健康奶牛的阴道40个,其中未配种奶牛阴道20个,配种期奶牛20个;并再采集患炎症的奶牛阴道20个。采用经典的微生物学方法,将阴道内黏膜以及粘液中的细菌分离、纯化、鉴定及计数,并对它们进行比较。结果未配种奶牛阴道内菌体生长极少,配种期奶牛阴道内菌群数量比例趋势为乳酸菌大肠菌群金黄色葡萄球菌链球菌表皮葡萄球菌其他菌群,患炎症奶牛阴道菌群内优势菌体为金黄色葡萄球菌,其次为大肠菌群与乳酸菌,而后为链球菌、表皮葡萄球菌和其他菌群。结论实验表明健康奶牛阴道内优势菌群为乳酸菌,患炎症奶牛阴道优势菌群为金黄色葡萄球菌,金黄色葡萄球菌比其他菌株更易在阴道粘液中生存,而大肠菌群虽为条件性致病菌,但是在患炎症的奶牛阴道中并未有很高的菌株分离数。     

基于概率话题模型的轻微型肝性脑病患者肠道菌群结构研究

【目的】利用LDA(Latent Dirichlet Allocation)概率话题模型分析轻微型肝性脑病(MHE)患者服用利福昔明联合益生菌对其肠道菌群结构异质性和临床疗效的影响。【方法】采用R语言包中的LDA概率话题模型的折叠Gibbs抽样蒙特卡洛算法,对MHE患者肠道菌群结构的时间异质性OTUs(operational taxonomic unit)数据集进行分析。【结果】LDA模型将MHE患者的42份粪便样本分成3个主题(topic),并能鉴定出影响MHE患者肠道菌群异质性结构最大的OTUs菌属,分别为埃希菌属(Escherichia)、类杆菌属(Bacteroides)和链球菌属(Streptococcus)。对比治疗前后,这3种菌属在组内的变异模式为同类型菌属的转变次数和频率均高于不同类型的菌属。利福昔明联合益生菌治疗组和单独利福昔明治疗组治疗后,MHE患者的肠道菌群结构均有所改变(P0.05)。此外,根据临床疗效指标,对比两组患者治疗后血清IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α、TBIL、ALT、CRP、NCT-A、γ-GGT及血氨水平,观察组明显优于对照组,差异显著,有统计学意义(P0.05)。治疗组总有效率88.8%,不良反应总发生率22.2%,对照组总有效率75%,不良反应总发生率38.5%(P0.05)。【结论】LDA模型不仅能有效地量化菌群结构的异质性,还能鉴定出相对应影响异质性最大的OTUs。利福昔明联合益生菌疗法能明显改善MHE患者的血氨水平和血清炎性因子水平,且对MHE患者的肠道菌群结构也有一定的改变,具体表现为致病菌数量减少,有益菌数量增加,具有较好的临床应用价值。     

黄芪多糖对泌乳期奶牛抗氧化能力的影响

本实验旨在研究黄芪多糖对泌乳期荷斯坦奶牛抗氧化能力的影响。试验选取年龄、胎次和体重接近的泌乳期荷斯坦奶牛35头,随机分为5组(每组7头),各组每天分别在精料中添加0、5、10、50、100 g黄芪多糖,连续饲喂14 d。分别在第0、14和24 d采血测定血清总抗氧化能力(total antioxidant capacity,T-AOC)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)活性及丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量。结果显示:在日粮中添加适量的黄芪多糖显著提高(P0.05)泌乳期奶牛血清总抗氧化能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)活性和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性,同时显著降低(P0.05)血清中丙二醛(MDA)的含量。结果表明,日粮中添加黄芪多糖有提高泌乳期奶牛抗氧化能力的作用,适宜添加剂量在10 g~50 g/头·d。     

黄芪多糖对奶牛口蹄疫疫苗免疫抗体水平的影响

本试验旨在研究不同剂量的黄芪多糖对荷斯坦奶牛口蹄疫疫苗免疫效果的影响,为临床用药提供实验依据。试验选取年龄、胎次、体重相近的荷斯坦奶牛40头,随机分为4组(每组10头)。各组每天分别在精料中添加0、5、10、15 g黄芪多糖,连续给药7 d。给药第4 d各组奶牛进行亚洲I型、O型口蹄疫疫苗免疫。分别于试验第0、4、18、32、46、104 d采血测定奶牛口蹄疫亚洲I型、O型抗体水平。结果显示:在日粮中添加黄芪多糖对奶牛接种口蹄疫疫苗后抗体的产生均有促进作用,均显著(P0.05)提高亚洲I型和O型口蹄疫抗体水平,且与剂量呈正相关。结果表明黄芪多糖能显著(P0.05)增强奶牛口蹄疫疫苗的抗体水平,可以作为免疫增强剂用于奶牛口蹄疫的防治。     

海拔高度对青藏高原放牧牦牛肠道菌群多样性的影响

[背景]肠道菌群与宿主健康及环境适应性密切相关,牦牛为青藏高原特有的草食性反刍动物,不同海拔高度如何影响牦牛肠道菌群组成及肠道菌群在牦牛适应高海拔生境中的作用尚不清楚.[目的]探究青藏高原放牧牦牛肠道菌群多样性及其与海拔高度间的关系.[方法]采集青海省玛沁县(海拔4220 m)和乐都县(2745 m)2个海拔高度放牧牦...     

江苏无锡健康与肠病人群肠道脱硫弧菌数量及肠道菌群多样性

[目的]研究息肉、溃疡性结肠炎、直肠结肠癌和健康人群肠道中脱硫弧菌数量的差异,及不同人群肠道菌群的多样性,分析脱硫弧菌数量及肠道菌群多样性与肠道疾病之间的潜在关系.[方法]采用实时荧光定量PCR(RT-PCR)的方法,对58名受试者肠道脱硫弧菌的数量进行定量分析.采用PCR-DGGE技术,对不同人群的肠道脱硫弧菌和肠道菌群结构进行分析,结合16S rRNA V3区测序分析不同人群肠道菌群多样性的差异.[结果]RT-PCR分析显示,所有受试者均为脱硫弧菌阳性,其中息肉(2.9×106cfu/mL)和溃疡性结肠炎人群(1.2×106 cfu/mL)肠道中脱硫弧菌的数量明显高于健康人群(7.0×105 cfu/mL),直肠结肠癌人群(6.8×105 cfu/mL)肠道中脱硫弧菌的数量与健康人群无明显差异.DGGE图谱聚类分析结果表明,肠道疾病人群肠道中脱硫弧菌的菌群相似度较高,而与健康人群之间的差异较大.16S rRNA V3区基因测序显示肠道疾病人群与健康人群在肠道菌群多样性和优势菌群方面均有明显差异.[结论]通过RT-PCR与DGGE相结合的方法,说明肠道脱硫弧菌数量的增多是息肉和溃疡性结肠炎疾病的一个重要特征,且其菌群组成在肠道疾病人群与健康人群之间存在明显差异.与健康人群相比,肠道疾病人群的肠道微生物多样性升高,优势菌群发生偏移,菌群失衡.     

小麦/玉米轮作田根际微生物多样性分析

【背景】小麦/玉米轮作是中国粮食作物主要种植模式之一,目前对小麦/玉米轮作田根际土壤微生物差异变化缺乏全面的了解。【目的】明确小麦/玉米根际土壤微生物差异变化并了解其潜在功能。【方法】以小麦/玉米根际土壤为材料,运用细菌16S rRNA基因和真菌rDNA ITS基因测序,分析小麦/玉米根际土壤微生物多样性。【结果】玉米季微生物丰富度高于小麦季,而多样性无明显差异。放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)为小麦季和玉米季根际土壤的优势细菌门,优势真菌门为子囊菌门(Ascomycota)。小麦季和玉米季共有细菌和真菌分别是631个和261个,小麦季特有细菌和真菌分别是38个和58个,玉米季特有细菌和真菌分别是25个和39个。LEfSe分析(LDA阈值为2)细菌和真菌表明,放线菌纲(Actinobacteria)和微囊菌目(Microascales)在小麦季富集,鞘脂单胞菌目(Sphingomonadales)和银耳纲(Tremellomycetes)在玉米季富集。小麦季、玉...     

早期灌喂母源粪菌对新生仔猪肠道菌群发育的影响

【目的】粪菌移植(fecal microbiota transplantation,FMT)作为一种治疗手段,已在人类肠道疾病治疗中有较多应用,但在干预新生仔猪肠道菌群上的研究未见报道。本文旨在研究早期母源粪菌移植对新生仔猪肠道菌群发育的影响。【方法】选取一窝12头杜长大新生仔猪,随机分为粪菌处理组(feces treatment,FT)和对照组(control,CO)。FT组仔猪出生后1–5 d每日灌注母源粪菌接种液,CO组灌注等量生理盐水。于1、3、5、7、10、14、18和22日龄采集仔猪粪样,Miseq高通量测序分析仔猪粪便菌群。【结果】灌喂母源粪菌有增加仔猪肠道菌群丰富度的趋势;主坐标分析显示,两组仔猪粪样菌群结构簇并未分开,并在18和22日龄时靠近母猪粪样菌群结构簇;随日龄增加,两组仔猪肠道中的变形菌门丰度均显著降低,而厚壁菌门的丰度显著增加,且从10日龄起拟杆菌门和厚壁菌门之和约为90%;与对照组相比,灌喂母源粪菌增加了10日龄时Escherichia-Shigella的丰度,而降低了18日龄时该菌属的丰富度,18日龄时肠球菌属和普氏菌属的丰度则显著增加。【结论】1–3日龄口服灌喂母源粪菌液并不能影响仔猪肠道菌群的定殖,这一阶段主要受母体微生物结构的影响;灌喂粪菌液对仔猪肠道菌群定殖的影响最多持续10–14 d;而且仔猪在22 d左右,肠道菌群结构逐渐趋同于母猪肠道菌群。     

强化玉米饮食对小鼠肠道菌群结构和功能的影响

【目的】采用高通量测序方法研究强化玉米饮食对小鼠肠道菌群结构的影响以及可提高宿主糖代谢相关菌群功能基因的分析。【方法】分别给予两组小鼠(各10只)常规饮食和强化玉米饮食(1/4的玉米粉加3/4的常规饮食成分),喂养10周,之后采集小鼠粪便样本,提取DNA,使用高通量测序仪进行宏基因组测序分析,比较两组小鼠肠道菌群和功能基因的差异。【结果】两组小鼠的终末体重没有明显差异。各样本DNA的测序有效率足够,肠道菌群的多样性存在一定差异。属放线菌门(Actinobacteria)的双歧杆菌(Bifidobacteriales)-B.pseudolongum分支和Coriobacteriia-Collinsella/Enterorhabdus分支的丰度在强化玉米饮食组的小鼠中显著升高,相应的宏基因组中涉及糖酵解和胆汁酸合成的一些酶和功能单元的含量也在强化玉米饮食组显著升高。【结论】强化玉米饮食可以提高肠道菌群中双歧杆菌等益生菌的丰度,增加宏基因组糖脂代谢相关基因和通路的含量,从而可能促进宿主的糖代谢功能。     

人工辅助投食对滇金丝猴肠道微生物群落的影响

【背景】肠道菌群与宿主的消化吸收、免疫抵抗和行为等息息相关,并受宿主的饮食、生活环境等因素影响。【目的】人工辅助投食能增加野生动物的营养摄入,但对其肠道菌群影响的研究较少。【方法】以云南白马雪山国家级自然保护区内的野生和人工辅助投食滇金丝猴群的新鲜粪便为材料,通过高通量测序探究人工辅助投食对猴群肠道菌群的影响。【结果】人工辅助投食的猴群肠道菌群丰富度、均匀度及谱系多样性更高,并且个体间群落组成差异更小。通过多级物种差异判别分析(linear discriminant analysis effect size, LEfSe)分析发现,人工辅助投食对20种不同分类水平的细菌相对丰度有影响,包括提升了厚壁菌门(Firmicutes)等8种类群的相对丰度,降低了变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)等12种类群的相对丰度。通过构建微生物相关网络发现,野生猴群肠道菌群网络结构更加复杂,鲁棒性更高。京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)功能预测结果表明,人工辅助投食降低了猴群肠...     

基于宏基因组技术分析全球不同温度带土壤微生物多样性

【背景】温度在塑造大尺度的土壤微生物群落方面发挥了重要作用,但目前针对全球不同温度带大尺度土壤微生物多样性方面的研究十分缺乏。【目的】明确不同温度带大尺度土壤微生物组成和功能的差异变化。【方法】从宏观的角度运用宏基因组技术对不同温度带土壤微生物群落的组成和功能进行分析。【结果】细菌的物种多样性随着温度带纬度的升高而增多,真菌的物种多样性在温带最多,在寒带最小且假丝酵母属(Candida)占绝对优势。3个温度带间除物种多样性存在差异外,微生物群落中物种丰度差异也较大,优势属和特殊属各有不同。其中值得注意的是,假单胞菌属(Pseudomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus)的丰度在不同温度带间存在显著差异,且随着温度带纬度的升高而增多,而链霉菌属(Streptomyces)、地嗜皮菌属(Geodermatophilus)、红色杆菌属(Rubrobacter)和小单孢菌属(Micromonospora)的丰度随温度带纬度的升高而降低。在功能方面,发现与翻译后修饰、蛋白质周转、伴侣(posttranslational modification, protein turnover, chap...     

草假单胞菌HT1在蚕豆根和茎的定殖特性及对内生细菌多样性的影响

[背景] 关于蚕豆内生生防细菌的定殖规律及其对内生细菌微生物多样性的研究鲜有报道。[目的] 明确草假单胞菌HT1在蚕豆的定殖特性以及对根茎部内生细菌群落多样性的影响。[方法] 采用抗生素标记法测定菌株HT1的定殖特性,利用高通量测序技术分析该菌灌根处理与对照处理蚕豆根茎部内生细菌的群落多样性。[结果] 菌株HT1的定殖数量为根>茎>叶,呈先升后降的趋势,根部、茎部、叶部在第7天达到最大值,在第83天仍能检测到标记菌株。灌根处理降低了内生细菌的丰富度,提高了根内生细菌物种多样性;灌根处理组根部厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门丰度显著提高,茎部变形菌门的相对丰度有所升高但无显著影响;在属水平上,灌根处理后,根部如Romboutsia、Mitsuaria、乳杆菌属、德沃斯氏菌属等属的相对丰度明显升高,茎部假单胞菌、Muribaculaceae、Elstera、鞘氨醇单胞菌属等属的相对丰度明显升高。[结论] HT1菌株能在蚕豆植株体内定殖达83 d以上,并且可以影响蚕豆植株内部的微生物群落结构组成,提高相关微生物的相对丰度。     

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...     

不同时期艾比湖湿地盐角草群落土壤固氮微生物的多样性分析

【目的】研究新疆艾比湖湿地不同季节盐角草根际和非根际土壤固氮微生物的多样性和丰富度与环境因子的相关性,以期探究在荒漠化和盐渍化不断严重的艾比湖湿地中随着季节变化的固氮微生物群落对恢复生态功能起到的潜在作用,为后续的湿地保护和退化恢复工作提供理论支持和数据基础。【方法】应用Illumina HiSeq PE250测序技术,分析6个土壤样本固氮微生物的多样性,结合相关的理化因子并利用RDA分析法探究土壤理化性质和固氮微生物菌落结构及丰富度的相关性。【结果】艾比湖湿地盐角草植物根际土壤的固氮微生物多样性高于非根际土壤,7月的土壤固氮微生物多样性高于10月和4月的土壤。土杆菌属(Geobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)、固氮菌属(Azotobacter)和慢生根瘤菌属(Bradyrhizobium)等为盐角草根际和非根际土壤中的共同优势菌属。这些固氮微生物优势菌属隶属于变形菌门(Proteobacteria)和蓝藻门(Cyanobacteria),且相对丰富度占比为85%和10%,其余各菌门共占比较少,仅为5%。土壤中固氮微生物的优势菌群与碱解氮(AN)、全氮(TN)、速效钾(AK)和有效磷(TP)呈显著相关。【结论】随着时间的推移土壤样本中固氮微生物的多样性和群落结构也发了改变,同一时期植物根际与非根际土壤中固氮微生物的群落结构并不相同。土壤的环境因子与固氮细菌的群落结构和丰富度的相关性研究可以为艾比湖湿地的退化恢复提供数据基础和理论支持。     

奶牛粪酸臭成分降解过程中的微生物群落变化

【目的】研究可降解成年泌乳奶牛粪中主要酸臭物的微生物群落的组成及动态变化。【方法】利用牛粪堆肥环境中的微生物进行了发酵优化、菌种驯化以及酸臭有机物降解规律的研究,结合r DNA高通量测序技术对有益微生物的组成及相对生物量进行了分析。【结果】实验发现,奶牛排泄物中的臭味来源主要为短链有机酸,堆肥自然环境中的微生物可以有效地对有机酸等污染物进行去除,经从低到高浓度的有机酸臭物(W/V,0.1%–0.2%)驯化发酵后,培养物中原核微生物以芽孢杆菌居多,而真核微生物主要由红曲霉及粉状毕赤酵母组成。【结论】进一步推测这几种微生物是耐受并降解有机酸臭物的优势微生物,可以应用于奶牛养殖过程中酸臭排泄物的生物控制。