新生犊牛不同时间段肠道微生物菌群结构的变化

了解犊牛在不同生长发育的过程中肠道菌群的建立及肠道菌群结构的动态变化。

采集不同时间点（1 d、3 d、6 d、9 d、12 d、24 d、36 d、48 d、60 d和72 d）新生6头健康犊牛的新鲜直肠粪便样本,利用16S rDNA测序技术及生物信息学测序方法,分析犊牛不同时间点的肠道微生物结构组成及多样性。

OTUs聚类分析中共有的OTUs有413个。Alpha多样性指数显示,随着日龄的增加,物种的相对丰度逐渐增多。通过不同组间相对丰度展示了在科水平不同种类物种的相对丰度,包括厌氧环境、致病菌等方面生成了物种丰富度柱形累加图。在厌氧环境中,梭菌科随着日龄的增加逐渐增加。真菌科在48 d后逐渐出现在肠道菌群中。毛螺菌科从犊牛出生就一直存在肠道中,并逐渐增加成为优势菌群。在致病菌中,肠杆菌科随着日龄的增加逐渐减少,梭菌与瘤胃球菌不断增加。

通过分析新生犊牛肠道微生物菌群多样性的动态结构变化,对新生犊牛胃肠道微生态环境的改善和免疫调控及其生产性能具有重要的意义。

     

肠道菌群在结直肠癌患者和健康人群中的差异分析

目的 分析结直肠癌患者与健康人的粪便微生物群落,以及结直肠癌组织与癌旁组织菌群差异,期望发现肠道内菌群差异与结直肠癌的相关性。方法 选取2021年9月至2022年10月包头市中心医院收治的结直肠癌患者和健康者,共收集60例样本,其中收集结直肠癌患者粪便11份,记为A组。采集结直肠癌组织20份,对应的癌旁组织20份,分别记为B组、C组。同时收集健康人粪便9份,记为D组。送测序公司进行菌群测序,分析A组与D组、B组与C组之间菌群的组成及多样性情况。结果 共获得4 335646条高质量扩增序列,按97%的序列相似度进行归并,与Greengenes数据库进行物种注释对比,生成特征性序列OTU和丰度数据表格。多样性稀释曲线趋于平缓,表明本次测序覆盖了绝大多数物种。在门水平上,优势菌在A、B、C、D组中大致一致,其中壁厚菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、变形菌门（Proteobacteria）占据了肠道菌群的90%以上,A组与D组、B组与C组间未见相对丰度有差异的细菌。在属水平上,Lachnobacterium在D组相对丰度高于A组,且差异有统计学意义（Z=-2.309,P=0.027）,瘤胃球菌（Ruminococcus）在A组相对丰度高于D组,且差异有统计学意义（Z=-2.309,P=0.027）。Chao1指数反映物种丰富度,Shannon指数反映物种多样性。A组的Chao1指数低于D组,且差异有统计学意义（Z=-3.001,P=0.003）。Chao1指数在B组与C组间差异无统计学意义。对于Shannon指数,A组与D组、B组与C组间差异均无统计学意义。对于菌群beta多样性,A组、D组之间菌群的beta多样性上存在着显著结构差异,且差异具有统计学意义（F=2.684,P=0.004）,但B组、C组之间beta多样性差异无统计学意义。对于菌群差异物种筛选,A、D两组间相比,结直肠癌组（A组）出现6个差异物种,分别为瘤胃球菌属（g＿Ruminococcus）、 f＿Haliangiaceae、 f＿[Tissierellaceae]、梭杆菌门（p＿Fusobacteria）、梭杆菌目（o＿Fusobacteriales）、梭杆菌纲（c＿Fusobacteriia）。在健康对照组（D组）中,鉴定出14个差异物种,分别为厚壁菌门（p＿Firmicutes）、梭菌目（o＿Clostridiales）、梭状芽胞杆菌纲（c＿Clostridia）、g＿Lachnobacterium、疣微菌科-瘤胃球菌属（f＿Ruminococcaceae＿g＿Ruminococcus）、毛螺菌属（g＿Lachnospira）、f＿Christensenellaceae、交替单胞菌目（o＿Alteromonadales）、柔膜菌纲（c＿Mollicutes）、软壁菌门（p＿Tenericutes）、 o＿RF39、嗜热油菌纲（c＿Thermoleophilia）、副球菌属（g＿Paracoccus）、诺卡菌科（f＿Nocardiaceae）。对于组织样本,经过LEfSe分析后,未见结直肠癌组织与癌旁组织间存在差异物种。结论 在门、属水平上优势物种和相对丰度存在差异,其中梭杆菌可能是参与结直肠癌的发生菌群。结直肠癌患者菌群的丰富度显著降低,患者与健康者相比,存在菌群群落的结构分离,同时结直肠癌患者的产短链脂肪酸的细菌相对丰度显著减少,以及机会致病菌的增多,提示结直肠癌患者存在一定的菌群失衡现象。结直肠癌组织与癌旁组织的菌群相对丰度、多样性未见明显的改变,菌群的结构也无明显分离,提示菌群在癌与癌旁组织之间可能不存在差异。     

不同身体质量指数人群肠道菌群结构及共存网络解析

[背景] 人体能量稳态失衡表现为体重过轻、超重和肥胖,肠道菌群与人体能量稳态的维持有关,但不同身体质量指数（Body Mass Index,BMI）人群的肠道菌群特征仍需进一步探究。[目的] 基于美国肠道计划公开数据库,解析4类BMI人群肠道菌群的特征,并探究4类BMI人群肠道菌群共存网络特征及差异,为基于肠道菌群来干预肥胖及体重过轻等不健康状态提供新的理论依据。[方法] 从美国肠道计划数据集中筛选具有BMI信息的肠道菌群样本,并根据世界卫生组织规定的BMI划分标准将筛选后的样本分为4类：体重过轻（BMI<18.5 kg/m²）,正常体重（18.5 kg/m²2）,超重（25 kg/m²2）,肥胖（BMI>30 kg/m²）;通过计算和比较肠道菌群的α多样性和β多样性探究4类BMI人群肠道菌群的整体结构特征及差异;通过多元线性回归模型对不同BMI分类与肠道菌群进行相关性分析,并且将地域、年龄、性别因素作为混杂因素加入到模型中进行校正;采用SparCC分别计算4类BMI人群肠道菌群中菌属相关性,并分别构建肠道菌群共存网络。[结果] 经过Wilcoxon秩和检验,发现体重过轻、超重、肥胖人群的肠道菌群α多样性都显著低于正常体重人群;β多样性分析结果表明4类BMI人群肠道菌群的整体结构存在显著差异;4类BMI人群肠道中厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）的相对含量无显著差异;通过MaAsLin分析,并且将地域、年龄、性别因素作为混杂因素加入到模型中进行校正,共得到49个与BMI类型显著相关的物种;4类BMI人群肠道菌群共存网络的拓扑结构具有一定差异,体重过轻和正常体重人群肠道菌群共存网络的复杂度较高,超重和肥胖人群肠道菌群共存网络的复杂度较低。[结论] 4类BMI人群肠道菌群的多样性、整体结构和共存网络间均存在差异。     

猎豹(Acinonyx jubatus)肠道微生物多样性及其性别差异研究

[目的]探讨猎豹（Acinonyx jubatus）肠道微生物多样性特征。[方法]通过采集新鲜粪便样品,对9只健康成年野生猎豹（4只雄性,5只雌性）的肠道微生物16S rRNA基因V3-V4区进行高通量测序,对猎豹肠道微生物多样性进行研究。[结果]测序共获得肠道微生物16S rRNA基因V3-V4区有效序列599349条,序列平均长度405 bp。通过以97%的序列相似性进行分类,共获得操作分类单元（OTU） 268个。经序列比对和分类鉴定,这些OTU都属于细菌域,包括10个门,21个纲,35个目,72个科,144个属。其中,丰度最高的5个细菌门是厚壁菌门（Firmicutes,平均占OTU总数的42.29%%）、放线菌门（Actinobacteria,31.54%）、梭杆菌门（Fusobacteroidetes,16.66%）、变形菌门（Proteobacteria,5.30%）和拟杆菌门（Bacteroidetes,4.19%）。拟杆菌门的丰度较低是猎豹肠道微生物的主要特征。丰度最高的5个科依次是红蝽杆菌科（Coriobacteriaceae,31.28%）、消化链球菌科（Peptostreptococcaceae,平均占17.66%）,梭杆菌科（Fusobacteriaceae,15.46%）、毛螺菌科（Lachnospiraceae,12.40%）、梭菌科I（Clostridiaceae_I,6.93%）等。丰度最高的5个属依次是柯林斯氏菌属（Collinsella,30.16%）、梭杆菌属（Fusobacterium,15.46%）、艰难梭菌属（Peptoclostridium,11.46%）、Blautia属（8.28%）和狭窄梭菌属1（Clostridium_sensu_stricto_1,6.39%）。约有2.32%的OTU没有归类到属。群落alpha多样性分析结果显示,猎豹肠道微生物群落Shannon指数为2.93-4.41,Simpson指数为0.72-0.91。通过依据性别进行分组,对雌雄两组之间的alpha多样性比较表明,雄性组的物种和Shannon指数略高于雌性组。Beta多样性分析表明,雌雄两组之间的差异高于各组内部不同个体之间的差异。然而,聚类分析显示,相同性别的猎豹的肠道微生物并没有聚在一起。[结论]本文通过高通量测序技术研究了猎豹肠道微生物多样性特征和性别差异,为猎豹的保护、救护饲养和消化生理学研究提供了基础数据。     

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。     

基于高通量测序的抑郁症患者肠道菌群结构分析

为了调查抑郁症患者的肠道微生物特征并验证肠道微生物是否可以成为抑郁症干预的新靶点,本研究共收集19例抑郁症患者和20例健康人的粪便样本进行16S rRNA高通量测序,并采用抑郁症自我评估量表(PHQ-9)、广泛性焦虑障碍量表(GAD-7)对参与者进行评估。基线微生物群分析显示,与健康人相比,抑郁症患者肠道菌群的Alpha多样性无群落级差异。差异物种分析表明,在抑郁症组中存在大芬戈尔德菌(Finegoldia)、干酪乳杆菌(Lactiaseibacillus)、肠杆菌目(Enterobacterales)、肠杆菌科(Enterobacteriaceae)、纺锤链杆菌属(Fusicatenilbacter)、梭状芽孢杆菌(Clostridia) 6种标志性微生物。相关性分析表明,健康组中显著富集的粪球菌属(Coprococcus)与抑郁焦虑水平呈明显负相关。本研究基于肠道微生物16SrRNA的高通量测序来解析抑郁症患者的肠道菌群结构和组成,并为缓解抑郁症的临床症状提供了潜在的微生物干预靶点。     

不同季节帕米尔盘羊肠道微生物群落结构解析

帕米尔盘羊(Ovis ammon polii)作为濒危物种, 目前的研究主要集中在其外部形态特征、地理分布、种群数量、栖息地选择、保护遗传学及其与绵羊的进化关系等方面, 而对其肠道微生物生态的研究相对较少。肠道微生物群对动物的营养代谢和健康至关重要。肠道微生物群落是宿主与微生物之间长期共生和共同进化的产物, 已成为宿主生理功能的重要组成部分。帕米尔高原位于欧亚大陆的中心, 向东延伸至中国新疆西部, 气候干旱少雨, 冬季植被枯萎, 生物量显著减少。研究不同季节条件下帕米尔盘羊肠道微生物群落结构的变化对其健康和营养代谢的作用具有重要意义。利用16S rRNA高通量测序技术, 分析了不同季节帕米尔盘羊肠道微生物群落的结构。结果显示, 不同季节的肠道微生物群落的多样性和组成存在显著差异(P < 0.05)。帕米尔盘羊在春冬季的肠道微生物群落的α多样性指数显著高于夏季(P < 0.05)。对肠道微生物类群的分析显示, 在春季和冬季, 厚壁菌门(Firmicutes)、疣微菌门(Verrucomicrobiota)、UCG-005、阿克曼氏菌属(Akkermansia)、Christensenellaceae R-7群、单球菌属(Monoglobus)和瘤胃球菌属(Ruminococcus)的相对丰度显著高于夏季(P < 0.05)。变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteriota)、不动杆菌属(Acinetobacter)和节杆菌属(Arthrobacter)的相对丰度在夏季显著高于春季和冬季(P < 0.05)。从功能基因角度, 春冬季组功能基因丰度显著高于夏季组(P < 0.05), 功能基因主要富集在碳水化合物代谢途径中。对不同季节糖苷水解酶的富集差异分析表明, 帕米尔盘羊肠道微生物群落中与纤维素降解相关酶的丰度在夏季显著低于春冬季, 与淀粉、半乳糖和麦芽糖分解相关酶的丰度在夏季显著高于春冬季。综上所述, 帕米尔盘羊的肠道微生物群落的组成、结构和功能表现出显著的季节性变化, 以适应冬季漫长的干旱期和食物短缺的压力。这一发现为理解季节因素如何影响帕米尔盘羊的健康和营养代谢提供了新的视角, 并为其健康监测和肠道微生物群落特定生理功能的研究奠定了基础。     

绝经综合征患者肠道菌群特征

研究绝经综合征患者的肠道菌群特征,为该类患者的治疗提供参考。

选取77例绝经综合征患者为病例组（P组）,24例绝经前后健康女性为健康对照组（H组）,采用16S rRNA基因测序技术检测两组对象肠道菌群结构,计算临床参数与肠道菌群的Spearman相关系数并采用PICRUSt2进行菌群的功能预测。

两组对象肠道菌群的alpha和beta多样性差异均无统计学意义（均P＞0.05）。LEfSe分析显示两组对象肠道菌群存在显著差异的物种（种水平）有14个（LDA分数＞2.0）。Spearman相关分析发现,雌二醇与聚集杆菌、动物双歧杆菌动物亚种和吉氏不动杆菌均呈正相关（均P＜0.05）,这3种细菌在绝经前后健康女性中数量较高,而卵泡刺激素、黄体生成素水平与上述3个物种均呈负相关（均P＜0.05）。功能预测显示,与心血管疾病和碳水化合物代谢相关的KEGG L3代谢途径在P组患者肠道菌群中富集（均P＜0.05）。

绝经综合征患者存在肠道菌群结构紊乱,表现为与性激素水平相关的聚集杆菌、动物双歧杆菌动物亚种和吉氏不动杆菌丰度降低,同时在绝经综合征患者中存在独特的代谢途径。

     

IgA肾病患者与健康人肠道菌群的比较

目的 通过16S rRNA高通量基因测序方法对IgA肾病患者与健康人的肠道菌群进行比较。 方法 纳入生活于同一地区的40例IgA肾病患者与10例健康人,收集研究对象的新鲜粪便样本,提取粪便细菌总DNA,通过PCR扩增后上机测序,然后进行可操作分类单元聚类、物种分类分析及Alpha多样性分析、Beta多样性分析,最后比较两组之间的肠道菌群差异。 结果 与健康人相比,IgA肾病患者肠道菌群丰富度指数(Ace、Chao1)下降(u=2.308,P=0.033;u=2.259,P=0.039),多样性指数(Shannon、Simpson)升高(u=5.370,P结论 IgA肾病患者存在肠道菌群失调,显著减少的肠杆菌科的未知属可能是IgA肾病的特征菌,其对机体免疫的影响及在IgA肾病发生发展中的作用尚不清楚,进一步研究可能为IgA肾病的防治提供新的靶点。     

猎豹(Acinonyx jubatus)肠道微生物多样性及其性别差异研究（英文）

【目的】探讨猎豹（Acinonyx jubatus）肠道微生物多样性特征。【方法】通过采集新鲜粪便样品,对9只健康成年野生猎豹（4只雄性,5只雌性）的肠道微生物16S rRNA基因V3–V4区进行高通量测序,对猎豹肠道微生物多样性进行研究。【结果】测序共获得肠道微生物16S rRNA基因V3–V4区有效序列599349条,序列平均长度405 bp。通过以97%的序列相似性进行分类,共获得操作分类单元（OTU）268个。经序列比对和分类鉴定,这些OTU都属于细菌域,包括10个门,21个纲,35个目,72个科,144个属。其中,丰度最高的5个细菌门是厚壁菌门（Firmicutes,平均占OTU总数的42.29%%）、放线菌门（Actinobacteria,31.54%）、梭杆菌门（Fusobacteroidetes,16.66%）、变形菌门（Proteobacteria,5.30%）和拟杆菌门（Bacteroidetes,4.19%）。拟杆菌门的丰度较低是猎豹肠道微生物的主要特征。丰度最高的5个科依次是红蝽杆菌科（Coriobacteriaceae,31.28%）、消化链球菌科（Peptostreptococcaceae,平均占17.66%）,梭杆菌科（Fusobacteriaceae,15.46%）、毛螺菌科（Lachnospiraceae,12.40%）、梭菌科I（Clostridiaceae_I,6.93%）等。丰度最高的5个属依次是柯林斯氏菌属（Collinsella,30.16%）、梭杆菌属（Fusobacterium,15.46%）、艰难梭菌属（Peptoclostridium,11.46%）、Blautia属（8.28%）和狭窄梭菌属1（Clostridium_sensu_stricto₁,6.39%）。约有2.32%的OTU没有归类到属。群落alpha多样性分析结果显示,猎豹肠道微生物群落Shannon指数为2.93–4.41,Simpson指数为0.72–0.91。通过依据性别进行分组,对雌雄两组之间的alpha多样性比较表明,雄性组的物种和Shannon指数略高于雌性组。Beta多样性分析表明,雌雄两组之间的差异高于各组内部不同个体之间的差异。然而,聚类分析显示,相同性别的猎豹的肠道微生物并没有聚在一起。【结论】本文通过高通量测序技术研究了猎豹肠道微生物多样性特征和性别差异,为猎豹的保护、救护饲养和消化生理学研究提供了基础数据。     

花生根瘤菌群体遗传多样性和系统发育研究

利用16S rRNA RFLP,16S rRNA序列分析和16S－23S IGS PCR RFLP技术对43株花生根瘤菌和来自其他种属的15个参比菌株进行了群体遗传多样性和系统分析。16S rRNA PCR RFLP分析结果表明,所有供试花生根瘤菌均属于慢生根瘤菌属,在系统发育上与B.japonicum的亲缘关系最近,具有相同的16S rRNA RFLP基因型,而与B.elkanii相对较远。16S rRNA 序列分析结果表明,供试花生根瘤菌在系统发育上更接近于B.liaoningense,序列间差异小于1％,而B.liaoningense在系统发育上与B.japonicum相距很近,其序列间差异小于1％,16S－23S rRNA IGS RFLP分析结果表明,尽管花生根瘤菌与B.japonicum和B.elkanii的亲缘关系很近,但在71％的相似性水平上供试花生根瘤菌仍各自聚为一群,并可进一步分为A、B、C和D4个亚群,该分群还明显反映了地理因素对群体遗传多样性和系统发育的影响。     

分子生物学技术在胃肠道微生态中应用研究进展

哺乳动物胃肠道中栖息着大量的微生物(主要为细菌),它们在营养、生理、免疫等方面对宿主起着有益作用。传统上,胃肠道菌群研究主要依靠培养技术。近来,一些基于16S rRNA(DNA)的分子生物学技术已被广泛应用于胃肠道菌群的研究,这些技术主要有16S rDNA克隆基因文库、16S rDNA指纹技术、定量PCR技术、荧光原位杂交技术及基因芯片技术等。对这些用于胃肠道微生态研究的分子生物学技术作一综述。     

我国南北大豆产区慢生大豆根瘤菌的遗传多样性和系统发育研究

利用16S rRNA基因RFLP、16S rRNA基因序列分析以及16S-23S rRNA IGS PCR RFLP技术对分离自我国南北大豆产区的慢生大豆根瘤菌进行了群体遗传多样性和系统发育研究。16S rRNA基因PCR RFLP分析以及16S rRNA基因序列分析结果表明:所有供试慢生大豆根瘤菌可分为B.japonicum和B.elkanii两个类群,其中属于B.japonicum的为优势种群,占供试菌株的91%,属于B.elkanii的仅占9%,多样性水平较低。16S-23S rRNA IGS PCRRFLP研究结果表明:属于B.japonicum的慢生根瘤菌具有较丰富的遗传多样性,在69%的相似性水平上可分为群Ⅰ和群Ⅱ两大类群。群I的菌株以分离自黑龙江和河北等北部区域的菌株为代表,群Ⅱ的菌株以分离自广西和江苏等南部地域的菌株为代表,反映出明显的地域特征。两群菌株在系统发育上均与USDA6、USDA110和USDA122等B.japonicum的模式或代表菌株有差异。     

Polymorphism of mtDNA regions in brown hare (Lepus europaeus) populations from Vojvodina (Serbia and Montenegro)

It is well known that there is heterogeneity of mitochondrial DNA (mtDNA) within and among natural populations of same species. The polymorphism level of particular regions of mtDNA gives valuable results in detection of population genetic structure. The aim of this paper was to detect polymorphism of three mtDNA regions: cytochrome oxidase I (COI), Control region, and 12S/16S rRNA, by the mtDNA RFLP-PCR method, in three Lepus europaeus populations from Vojvodina province (Serbia and Montenegro). Polymorphism was detected within the two regions, COI and Control region, while 12S/16S rRNA region was monomorphic in all 77 individuals. Eight haplotypes were detected in the brown hare population in Vojvodina, and three were unique for the Srem brown hare population.     

基于16S rRNA基因测序的褥疮患者皮肤菌群特征研究

利用16S rRNA基因测序分析褥疮患者皮肤菌群的特征,为褥疮的预防与治疗提供新的思路。

选取江苏大学附属宜兴医院的18例住院褥疮患者为褥疮组,同时选取20例无褥疮病史的健康志愿者为健康对照组。采集两组人群的皮肤样本,并使用16S rRNA基因测序技术分析褥疮患者和健康人群皮肤菌群的物种差异。

Alpha多样性和beta多样性分析显示,褥疮患者皮肤菌群的物种数目、丰度和多样性均低于健康人群（均P＜0.05）。菌群指数分析显示,健康对照组的菌群健康指数高于褥疮组,而褥疮组患者的菌群失调指数高于健康对照组（均P＜0.05）;与此同时,褥疮组患者皮肤葡萄球菌科（Staphylococcaceae）丰度显著高于健康对照组（P＜0.05）。

褥疮患者皮肤菌群较健康人群显著紊乱,且葡萄球菌科的丰度显著增加,皮肤菌群差异可为褥疮的预防与治疗提供新思路。