低氧暴露对大鼠肠道微生物群落的影响

【背景】低氧暴露时机体会对物质的吸收和代谢作出调整,以维持自身的能量需求。肠道微生物参与了宿主众多生理过程,尤其在宿主消化、代谢、免疫等多方面发挥了重要作用。而目前对于低氧暴露过程中宿主肠道微生物群落结构和功能的动态变化,以及这些变化与宿主习服低氧之间的关系则少有报道。【目的】研究大鼠暴露于低氧环境后其肠道微生物群落的结构和多样性,探讨低氧暴露对宿主肠道微生物群落的影响,以及肠道微生物群落的变化与宿主代谢之间可能存在的关系。【方法】分别收集低氧暴露1、7、14、21和28 d的实验组(模拟海拔4 500 m)和对照组(43.5 m)的SD大鼠粪便样品,通过IlluminaHiSeq测序平台对样品进行16SrRNAV3-V4区测序,利用Uparse、Qiime、LEfSe和PICRUSt软件分析肠道微生物群落结构、丰度、多样性、组间差异,并利用KEGG数据库对肠道微生物的功能进行预测。【结果】不同低氧暴露时间组和对照组SD大鼠肠道微生物群落特征具有明显差异。低氧暴露组SD大鼠的肠道微生物群落中拟杆菌门(Bacteroidetes)、拟杆菌目(Bacteroidales)、拟杆菌科(Bacteroidaceae)、普氏菌科(Prevotellaceae)、普氏菌属(Prevotella)和普氏菌种(copri)的相对丰度较高且具有统计学意义。相应时间的对照组SD大鼠肠道微生物群落中瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)、瘤胃球菌属(Ruminococcus)、梭菌纲(Clostridia)和梭菌目(Clostridiales)等相对丰度较高且具有统计学意义。功能预测发现遗传信息处理和代谢相关通路在低氧暴露组SD大鼠肠道微生物中明显富集。【结论】低氧暴露过程中SD大鼠肠道微生物群落结构和多样性呈动态变化,碳水化合物代谢相关菌群(普氏菌和拟杆菌)明显增加,可能参与了宿主能量代谢调整,有利于机体对低氧环境的习服。     

基于肠道菌群防治高尿酸血症的研究进展

高尿酸血症是由嘌呤代谢异常引起尿酸生成过多和(或)排泄减少导致血尿酸超出正常范围的代谢性疾病.目前研究已证实,促进尿酸合成的酶在肠道中高表达,人体1/3的尿酸经肠道排泄.随着微生物学研究的快速发展,肠道菌群的研究也逐渐深入,发现高尿酸血症患者肠道菌群的结构和数量均发生变化,肠道菌群可能是高尿酸血症的肠道触发因素.肠道菌...     

内毒素血症对新生鼠肠道菌群的影响

利用高通量测序技术分析内毒素血症新生鼠肠道菌群的变化, 探究肠道菌群与内毒素血症的关系, 为临床诊治提供思路。

复制新生大鼠内毒素损伤模型, 注射LPS后第24小时、第3天、第7天分别处死新生大鼠, 留取粪便并将对照组(C1组6只、C3组5只、C7组7只)和LPS组(L1组5只、L3组5只、L7组5只)按处死天数各分为3组。高通量测序分析各组间菌群多样性及相对丰度差异。

(1) Alpha多样性分析提示对照组和LPS组菌群多样性及丰度有显著差异, C3组较L3组Shannon指数均值小(t=-3.386 8, P=0.009 5), Simpson指数均值大(t=3.102 4, P=0.014 6);C7组较L7组Shannon指数均值大(t=2.459 4, P=0.033 7), Simpson指数均值小(t=-2.475 6, P=0.032 8)。(2)物种组成分析表明LPS组的菌群结构发生改变, 在门水平LPS组较对照组变形菌门相对丰度高, 厚壁菌门相对丰度低; 在属水平上LPS组较对照组埃希菌-志贺菌属相对丰度高, 乳杆菌属相对丰度低; 且随着天数的递增LPS组埃希菌-志贺菌属呈递增趋势, 红球菌属呈递减趋势。

内毒素血症可以改变新生鼠肠道菌群的组成, 并与肠道菌群失调有一定的关系。

     

发酵豆粕对大黄鱼生长、肠道结构及肠道微生物菌群的研究

以鱼粉和小麦蛋白粉为蛋白源, 配制成6种等氮等脂(粗蛋白45%; 粗脂肪10%)的饲料, 研究其对大黄鱼(Larimichthys Crocea)幼鱼生长、肠道组织结构及肠道微生物菌群的影响。这6种饲料是以发酵豆粕分别替代基础饲料(含40%鱼粉)中0 (FSM0, 对照组)、15% (FSM15)、30% (FSM30)、45% (FSM45)、60% (FSM60)和75% (FSM75)的鱼粉制作而成。经过56d的生长实验, 结果表明, 饲料中随着发酵豆粕替代比例的升高, 各处理组大黄鱼幼鱼(10.49±0.03) g的存活率无显著性差异(P>0.05), 但FSM60和FSM75组有下降趋势; 相比FSM0组, FSM60和FSM75组的特定生长率(SGR)和增重率(WGR)显著降低(P<0.05), 饲料系数(FCR)显著升高(P<0.05); 摄食率(FI) FSM 60和FSM 75组显著高于FSM0、FSM15、FSM30和FSM45组(P<0.05)。肠道组织结构研究发现, 各处理组肠道组织结构后肠黏膜、皱襞高度、固有膜宽度和杯状细胞个数均无显著性差异(P>0.05)。Illumina-Mi Seq高通量测序技术分析发现, FSM0 (TC对照组)、FSM45 (TB最佳生长组)和FSM75 (TW最差生长组)组Chao1、香农指数(Shannon)、辛普森指数(Simpson)和覆盖率(Good coverage)均无显著性差异(P>0.05); 基于门水平, TC、TB和TW组大黄鱼幼鱼肠道优势菌群为厚壁菌门(Firmicutes); 而在属水平, 类芽孢杆菌(Paenibacillus)占绝对优势。从属水平差异菌属研究发现, 发酵豆粕对大黄鱼幼鱼肠道菌群有一定的影响: 与最差生长组(TW)相比, 最佳生长组(TB)和对照组(TC)均显著增加了类芽孢杆菌(Paenibacillus)和嗜碱菌属(Alkaliphilus)的物种丰度(P<0.05); 与TW组相比, TB组水栖菌属(Enhydrobacter)和TC组副球菌属(Paracoccus)的物种丰度均显著降低(P<0.05)。结果表明, 发酵豆粕替代鱼粉达45%时对大黄鱼幼鱼的生长、肠道组织结构及肠道优势菌群没有负面影响, 即发酵豆粕替代饲料(含40%鱼粉)中45%的鱼粉较为适宜。     

肠道菌群失调与高尿酸血症关系的研究进展

高尿酸血症（hyperuricemia,HUA）是一种涉及肝、肾、肠等多个器官的代谢性疾病,因尿酸代谢异常而引起代谢障碍。尿酸在肝脏和肾脏中的代谢途径目前已经被阐明,但在肠道内的代谢途径尚未完全清晰。肠道菌群在人体肠道中定植,与宿主存在互惠共生的关系,在宿主的代谢和免疫调节中起着至关重要的作用。肠道菌群结构的变化可能引起代谢紊乱,肠道菌群参与嘌呤代谢酶的合成和炎症因子的释放,与HUA的发生发展密切相关。肠道菌群作为探讨HUA发病机制的切入点,已成为新的研究热点。本综述主要阐述HUA与肠道菌群之间的关系,探讨肠道菌群抗HUA的机制,如肠道菌群促进嘌呤和尿酸分解代谢,影响尿酸排泄,以及HUA引起的肠道炎症反应等,以期为通过调节肠道菌群来治疗HUA提供一定的依据。

     

基于高通量测序的禁牧对土壤微生物群落结构的影响

麋鹿的采食、躺卧和践踏行为均会对栖息地土壤环境造成影响,进而影响土壤微生物群落结构。利用高通量测序技术,分析江苏大丰麋鹿国家级自然保护区禁牧点和补饲点土壤细菌和真菌群落结构差异,并结合土壤理化性质探究禁牧对土壤微生物群落结构的影响。结果表明细菌群落的优势菌门为变形菌门,真菌群落的优势菌门为子囊菌门。禁牧改变了土壤微生物群落结构,在门水平上提高了变形菌门、放线菌门和担子菌门的相对丰度,降低了绿弯菌门、厚壁菌门和子囊菌门的相对丰度,禁牧点与补饲点土壤微生物群落多样性的相似性较低。冗余分析中,细菌受土壤环境因子的影响大于真菌,其中土壤pH是影响细菌和真菌群落最大的土壤环境因子。研究揭示了禁牧对土壤微生物群落结构的影响,为保护区制定麋鹿生境恢复方案提供参考。     

解决法医学问题的新工具：微生物群落

生物痕迹往往成为刑事侦查案件中的突破口,比如在涉及个人识别、嫌疑人追踪或者死亡时间(postmortem interval,PMI)等法医学问题上,生物源性证据往往发挥着至关重要的作用。目前,许多传统的法医学方法仍在沿用,但研究者们试图发现新的法医学工具,以此来弥补传统方法的不足或者为法医学实践增加新的思路和方法。得益于测序技术的发展,研究者们发现机体内外的微生物数量要远远超过细胞的数量,它们在地点溯源、个人识别、死亡时间的推断、生物犯罪及环境保护等方面均有着不小的应用价值。本文对这方面的研究进展进行了介绍。     

肠道菌群与高尿酸血症及痛风的相关性研究

高尿酸血症以及痛风的发病率持续升高,已经成为一个重大的公共卫生问题。肠道菌群的结构改变或失调可引起机体代谢紊乱,肠道微生态尤其与代谢性疾病的发生发展关系密切。目前研究发现高尿酸血症、痛风患者存在肠道菌群失调,降尿酸治疗后肠道菌群可发生相应改变,并且益生菌制剂具有降尿酸作用。本文概述高尿酸血症及痛风患者的肠道菌群特点,从高嘌呤及高果糖饮食对肠道菌群的影响、肠道参与嘌呤和尿酸的代谢、代谢性内毒素血症以及痛风相关炎症因子等方面探讨肠道菌群与高尿酸血症及痛风的关系,并展望肠道菌群可能成为未来诊治高尿酸血症以及痛风的一种新方法。     

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。     

不同生境草鱼肠道微生物组成和群落特征分析

[目的]分析不同生境来源的草鱼前肠、中肠和后肠的微生物组成和群落特征.[方法]利用16S rRNA高通量测序技术比较河流、湖泊、高密度池塘养殖与水库低密度养殖4种不同生境来源的草鱼其前、中、后肠的微生物组成和群落特征.[结果]Venn图、稀释性曲线和Alpha指数分析结果显示,前肠微生物群落多样性以养殖生境草鱼更高,而...     

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...     

胆汁酸代谢与肠道微生物

肠道微生物与胆汁酸代谢密切相关,肠道微生物参与了胆汁酸在肠道中的修饰过程;肠道微生物通过法尼醇受体影响胆汁酸的合成;肠道微生物通过调节胆汁酸的代谢影响机体健康,反过来胆汁酸也可以通过调节肠道微生物菌群的组成影响机体健康.肠道微生物与胆汁酸代谢间的稳态影响着机体健康,现对肠道微生物与胆汁酸代谢及其相互影响做一综述.     

肠道菌群与代谢性综合征的关系及其运动干预效果的研究进展

人体肠道是一个复杂的微生态系统,栖息着数量、种类繁多的微生物,其中数目最庞大的微生物为肠道菌群,肠道微生物群落被认为是人体中的第二个基因组.诸多研究表明它们影响着机体许多功能,与代谢性疾病的发生有重要联系.运动干预能极大地改善肠道菌群和促进宿主的健康.通过查阅最近几年肠道菌群与代谢性综合征的资料,探索肠道菌群与代谢性综...     

安徽某铁矿不同矿山废水库中微生物群落结构特征

【目的】研究安徽某铁矿不同矿山废水库中微生物群落结构特征及其影响因素。【方法】对比分析了该铁矿3个大型废水库的地球化学特征,并用高通量测序技术研究了水体中微生物群落组成,进而用统计学方法解析了环境因子对微生物群落结构的影响。【结果】3个废水库中有2个为酸性,1个为中性,理化性质有明显的差异。近年形成的塌方采场废水库(TF) pH仅为2.55±0.01,Fe浓度高达154.95±0.78mg/L,SO_4~(2–)浓度为3374.86±3.81mg/L;形成于20世纪70年代的排土场废水库(PT)酸性略弱(pH 2.9±0.02),Fe浓度(34.57±4.00 mg/L)与TF相比明显降低,SO_4~(2–)浓度则高达10398.98±626.70 mg/L;东沙采场废水库(DS)则为中性(pH7.55),但SO_4~(2–)仍高达4162.99mg/L,主要的金属离子为Mg(594.90 mg/L)、Ca (650.10 mg/L)。3个废水库的原核生物多样性随pH的升高而升高。两个酸性废水库的原核生物组成较为接近,但TF的化能自养菌含量较高(69.54%±2.89%),PT的化能异养菌含量较高(64.45%±13.81%)。自养铁氧化菌Ferrovum在TF中的比例高达(64.17±1.84)%,在PT中则下降为(35.39±13.74)%。但PT中含有丰富的化能异养嗜酸菌如Acidicapsa(15.75%±3.99%)、Acidiphilium(10.65%±2.05%)、Acidisphaera (6.34%±1.02%)等。DS中虽然也含有较高的金属离子和SO_4~(2–),但其中的原核生物组成与TF和PT截然不同,主要为Limnohabitans (18.47%)、Rhodobacter (8.42%)等。3个废水库的真核生物群落主要由藻类组成,酸水库TF和PT中主要为棕鞭藻属(Ochromonas)和胶球藻属(Coccomyxa),棕鞭藻属在TF中(53.65%±2.02%)占优势,胶球藻属在PT中(68.84±10.4%)占优势,中性废水库DS中则主要是小环藻属(Cyclotella)(49.85%)。经统计学分析,pH是影响矿山废水微生物多样性和群落组成的主要环境因素。     

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。     

白及根腐病植株根际土壤微生物群落组成特征分析

分析白及根腐病植株根际土壤微生物群落组成特征,为理解白及根腐病发病机理并针对性开展防治工作提供科学依据。利用Illumina HiSeq高通量测序技术,比较分析白及根腐病与健康植株根际土壤微生物群落结构特征,并对土壤理化性质与酶活性进行定量分析。白及根际土壤中优势真菌为子囊菌门(Ascomycota)和Mortierellomycota,优势细菌为变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。与健康植株相比,发病白及根际土壤Ascomycota相对丰度显著升高,而Mortierellomycota相对丰度显著降低;镰刀菌属(Fusarium)和白粉菌属(Erysiphe)等致病菌群相对丰度显著升高(P<0.05)。多元统计分析表明,健康与发病白及根际土壤细菌与真菌群落存在明显分化。此外,健康植株根际土壤脲酶、蛋白酶与蔗糖酶活性和有效钾含量较高,pH、有机质、铵态氮与硝态氮含量较低。白及根腐病的发生可能与土壤致病菌相对丰度升高、微生物群落结构变化、酶活性降低、养分失衡等因素有关。     

生物竞争排斥对油藏微生物群落结构变化影响

【目的】海上S油田采用生物竞争排斥技术治理油藏硫化氢产出取得一定成效,本研究通过揭示该技术对油藏环境中微生物群落结构的影响,尝试研究硫化氢治理过程中产生效果差异的因素。【方法】采用高通量测序分析等方法对加入硝酸盐、亚硝酸盐等药剂后,治理效果低效井、高效井及未治理井中不同微生物群落结构变化进行分析。【结果】与低效井和未治理井相比,高效井中的反硝化菌和石油降解菌种类和丰度明显增加,其中石油降解菌增加24.14%,反硝化细菌增加5.23%;Fe²⁺、Zn²⁺等离子的存在对不同井间治理效果差异和微生物群落变化具有一定影响。【结论】海上油田硫化氢治理中,生物竞争排斥技术不仅可以明显降低硫化氢产出,同时对油藏微生物群落环境也影响显著,微生物群落结构分析可作为硫化氢治理效果评价的重要指标,为海上油田硫化氢治理工作提供技术支持。     

微生物菌肥对寒地大豆根围土壤细菌群落和产量的影响

通过施用微生物菌肥研究寒地大豆根围土壤细菌多样性和群落组成,缓解因长期施用化肥和农药带来的土壤问题。以大豆合农69为研究对象,设置6个处理：施用大豆专用肥、颗粒肥、复合菌肥、减施15%化肥配施颗粒肥、减施15%化肥配施微生物复合颗粒肥和空白对照,采用高通量测序技术分析大豆荚期根围土壤细菌多样性和群落组成;采用传统统计学方法对株高、荚数、粒数和产量进行统计。门水平放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、Patescibacteria和WPS-2为优势菌门。其中减施15%化肥配施颗粒肥处理的优势菌门为变形菌门,其他几个处理的优势菌门为放线菌门;目、科和属水平Gaiellales/Other、酸杆菌目(Acidobacteriales/Other)、Frankiales/Other、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)、嗜酸栖热菌属(Acidothermus)、芽单胞菌属(Gemma...     

促生菌对基质栽培番茄根系细菌群落的影响

[背景]植物促生菌剂产品在农业生产上的应用越来越广泛,但人们对促生菌在基质栽培条件下对作物根系微生物群落影响的了解有限.[目的]明确在基质栽培条件下促生菌假单胞菌(Pseudomonas sp.) JP2-3和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) Z54对番茄生长和根系细菌群落的影响.[方法]通过蘸根和灌...