健康儿童与发育不佳儿童肠道菌群结构的比较研究

目的对健康儿童与发育不佳(FTT)儿童肠道中微生物区系的ERIC-PCR指纹图谱异同进行研究。方法根据美国疾病预防控制中心(CDC)对儿童生长发育的评价指标对某幼儿园200例4～6岁儿童进行评价,筛选出16例健康儿童和13例FTT儿童,每周1次连续3周跟踪取样,提取粪便样品中细菌总DNA,获得其ERIC-PCR指纹图谱,再将其中一个样品的ERIC-PCR产物作为混合探针通过杂交对指纹图谱上DNA条带序列的异同进一步比较。结果同一个体的肠道菌群结构在取样期间稳定性较好;虽然健康儿童间的肠道菌群结构也有一定差异,但它们却有着共同的结构特征;而健康儿童与FTT儿童的肠道菌群结构差异较大。结论儿童发育状况与肠道菌群结构有一定的关系。     

ERIC-PCR和PCR-DGGE技术分析壳聚糖对抗生素引起肠道菌群失调小鼠的影响

目的应用肠杆菌基因间重复共有序列基因扩增(ERIC-PCR)和聚合酶链式反应——变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)分析壳聚糖对抗生素致肠道菌群失调小鼠的影响。方法 SPF级昆明小鼠24只,每组8只,依次分为模型组(N)、壳聚糖高(CS-H)和低浓度组(CS-L),盐酸左氧氟沙星灌胃6d后使用相应药物灌胃24d,收集鼠便,提取粪便细菌DNA,利用ERIC-PCR和PCR-DGGE电泳获得肠道菌群指纹图谱,主成分分析(PCA)和聚类分析(UPGMA)研究肠道菌群整体差异,并鉴定优势条带序列。结果 ERIC-PCR表明菌群失调组小鼠肠道中细菌条带减少明显,以300bp左右的条带为特征条带,PCR-DGGE显示屎肠球菌为优势菌型;壳聚糖灌胃小鼠肠道菌群结构组成发生改变,乳酸菌成为优势菌型。结论壳聚糖扶持乳酸菌等益生菌、抑制肠球菌等病原菌的增殖,起到益生元的作用进而调节肠道微生态均衡。     

Orthogonal array design in optimizing ERIC-PCR system for fingerprinting rat's intestinal microflora

AIMS: The aim of the present study was to rapidly optimize enterobacterial repetitive intergenic consensus (ERIC)-PCR amplification systems for fingerprinting rat's intestinal microflora. METHODS AND RESULTS: Orthogonal array design and statistic analysis methods were attempted to rapidly optimize ERIC-PCR reaction system for fingerprinting intestinal microflora. The results showed that variations of the four factors (Mg(2+), dNTP, primer and HotstarTaq polymerase concentrations) changed the fingerprinting patterns significantly. The order of effects of those factors on fingerprinting patterns was primers (F = 274.000, P = 0.000), Hotstar Taq polymerase (F = 197.000, P = 0.001), Mg(2+) (F = 181.000, P = 0.001) and dNTP (F = 27.000, P = 0.011). The optimal ERIC-PCR condition was containing 200 micromol l(-1) dNTP, 2.5 mmol l(-1) Mg(2+), 0.4 micromol l(-1) primer, 1 U HotstarTaq DNA polymerase namely 25 microl reaction system, which is proved to be a simple, fast and reliable method suitable for fingerprinting rat's intestinal microflora. CONCLUSIONS: The results suggest that Mg(2+), dNTP, primer and HotstarTaq polymerase concentrations play important roles on ERIC-PCR fingerprinting patterns. Orthogonal array design is a considerable method to optimize ERIC-PCR reaction system for its rapidness, simplicity, potential to investigate mutual effects of parameters. SIGNIFICANCE AND IMPACT OF THE STUDY: It is the first report on optimization of ERIC-PCR amplification systems for fingerprinting intestinal microflora using orthogonal array design or statistic analysis methods and systematically observing the effects of variables of reaction conditions.     

Functional annotation from the genome sequence of the giant panda

The giant panda is one of the most critically endangered species due to the fragmentation and loss of its habitat. Studying the functions of proteins in this animal, especially specific trait-related proteins, is therefore necessary to protect the species. In this work, the functions of these proteins were investigated using the genome sequence of the giant panda. Data on 21,001 proteins and their functions were stored in the Giant Panda Protein Database, in which the proteins were divided into two groups: 20,179 proteins whose functions can be predicted by GeneScan formed the known-function group, whereas 822 proteins whose functions cannot be predicted by GeneScan comprised the unknownfunction group. For the known-function group, we further classified the proteins by molecular function, biological process, cellular component, and tissue specificity. For the unknown-function group, we developed a strategy in which the proteins were filtered by cross- Blast to identify panda-specific proteins under the assumption that proteins related to the panda-specific traits in the unknown-function group exist. After this filtering procedure, we identified 32 proteins (2 of which are membrane proteins) specific to the giant panda genome as compared against the dog and horse genomes. Based on their amino acid sequences, these 32 proteins were further analyzed by functional classification using SVM-Prot, motif prediction using MyHits, and interacting protein prediction using the Database of Interacting Proteins. Nineteen proteins were predicted to be zinc-binding proteins, thus affecting the activities of nucleic acids. The 32 panda-specific proteins will be further investigated by structural and functional analysis.     

鸡肠道菌群总DNA三种提取方法的比较

目的比较不同方法提取鸡肠道菌群总DNA的差异,为分子方法分析肠道菌群组成提供质量较高的DNA模板。方法采用反复冻融法、酶裂解法和试剂盒法（E.N.Z.A Stool DNA Kit）来提取鸡肠道菌群的总DNA,并根据DNA浓度及纯度、16S DNA扩增产物和ERIC-PCR产物所反映的片段多态性4个指标,对这3种方法提取的DNA质量进行比较。结果3种方法均能提取DNA,所得DNA都可以用于16S DNA的扩增,但后2种方法所得DNA的ERIC-PCR结果能反映出更高的菌群多样性。结论试剂盒法和酶裂解法所提取的DNA质量好,适合用于肠道菌群的分子生态研究。     

大熊猫幼兽腹泻粪便分离出的轮状病毒鉴定

11 只5 ～ 11 月龄的断奶大熊猫幼兽先后患一种急性传染性、顽固性腹泻病,1 只大熊猫幼兽在发病4 d 后死亡,相同饲养条件下由母兽哺育的同龄大熊猫幼兽未见发病。取发病大熊猫幼兽粪便、血液以及呕吐物进行细菌学和寄生虫学检查,未检出病原;用轮状病毒粪便抗原ELISA 快速诊断,受检的8 只大熊猫幼兽腹泻便都多次检出阳性结果。采集发病大熊猫的病料进行病毒病原分离,从腹泻大熊猫幼兽的粪便中分离出病毒颗粒,通过电镜形态、理化特性和中和试验鉴定,确认分离病毒为轮状病毒。      

大熊猫和小熊猫粪便DNA提取的简易方法

采集了大熊猫和小熊猫的新鲜粪便样品 ,使用 1 0 0 %乙醇保存。通过重复离心富集研究动物的肠道脱落细胞 ,并使用乙醇和双蒸水洗涤以除去抑制物。用 1 %的SDS快速裂解细胞 ,离心除去残渣后 ,向裂解液中加入蛋白酶进行消化。消化结束后使用等体积的酚 /氯仿抽提 ,乙醇沉淀DNA。用双蒸水溶解粪便DNA后 ,使用PCR产物纯化试剂盒对粪便DNA进行纯化。电泳检测结果显示 ,从乙醇保存的大、小熊猫粪便样品中抽提到高质量的粪便DNA。对线粒体控制区、细胞色素b基因、 1 2SrRNA基因的PCR扩增反应以及测序结果也证实了样品保存方法和DNA抽提方法可靠而高效。此方法使用实验室内常用的分子生物学试剂 ,不仅克服了分子粪便学研究中常见的抑制物粪便DNA微量降解严重等障碍 ,与商业化的粪便抽提试剂盒 (QIAampDNAStoolMiniKit,Qiagen)相比还是一种经济的试验方法 (抽提反应成本为试剂盒的 1 / 5 )。文中还对粪便DNA内细菌基因组等背景DNA可能对分子粪便学试验结果的影响进行了探讨。在基于PCR技术的遗传学研究中 ,对于植食性动物而言 ,粪便内的背景DNA对目标动物DNA片断的扩增和序列测定未见影响 ;但对于肉食性动物 ,则必须考虑被捕食者基因组对试验可能产生的影响 ,应谨慎对待     

大熊猫肠道放线菌的种群组成及多样性分析

【目的】探究不同年龄、不同性别大熊猫肠道放线菌的多样性及群落结构,为寻找潜在产生活性化合物的放线菌资源提供理论依据。【方法】采用PCR-DGGE技术对大熊猫肠道放线菌进行分析,对电泳结果进行UPGMA聚类分析、主成分分析、生物多样性等多重比较。【结果】变性梯度凝胶电泳(DGGE)图谱显示,不同大熊猫肠道中放线菌的多样性及群落结构存在明显差异。随着年龄的增长,雌性大熊猫肠道中放线菌的多样性指数(H')和丰富度(S)逐渐减少,而雄性大熊猫肠道内放线菌的多样性指数(H')和丰富度(S)逐渐增多。不同个体的大熊猫肠道放线菌的群落结构存在明显差异,但相同性别之间的相似性很高。DGGE条带回收测序结果表明,获得的28条序列归属于10个放线菌属,其中链霉菌属(Streptomyces)为优势菌属,占总数的46%;北里孢菌属(Kitasatospora)、红球菌属(Rhodococcus)、棒杆菌属(Corynebacterium)、迪茨氏菌属(Dietziaceae)、大理石雕菌属(Marmoricola)、布登堡菌属(Beutenbergia)、微杆菌属(Microbacterium)、链嗜酸菌属(Streptacidiphilus)和芽生球菌属(Blastococcus)等为非链霉菌属,占总数的54%。【结论】大熊猫肠道内蕴藏着丰富的放线菌资源,其肠道菌群的结构与组成受年龄和性别的影响。     

大蒜素对急性酒精性肝损伤小鼠 肠道菌群失调的预防作用研究

目的应用肠杆菌基因间重复共有序列基因扩增(ERIC-PCR)和聚合酶链式反应—变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)研究大蒜素对急性酒精性肝损伤小鼠肠道菌群失调的预防作用。方法 SPF级昆明小鼠40只,分为正常对照组、急性酒精性肝损伤组、护肝片组、大蒜素高和低浓度组,每组8只。灌服相应药物30d,除正常对照组,其他组灌胃14 mL/kg红星二锅头,12h后收集鼠便,提取粪便细菌DNA,利用ERIC-PCR和PCR-DGGE电泳获得肠道菌群指纹图谱,主成分分析(PCA)和聚类分析(UPGMA)研究肠道菌群整体差异并鉴定优势条带序列。结果 ERIC-PCR表明急性酒精性肝损伤小鼠肠道中细菌条带较少,以300bp和500bp左右的条带为特征条带,PCR-DGGE显示肠球菌为优势菌型;大蒜素灌胃小鼠肠道菌群结构组成发生改变,优杆菌属为优势菌型。结论大蒜素预防给药可以扶持肠道中优杆菌属等益生菌生长,抑制肠球菌等病原菌的增殖,调节急性酒精性肝损伤伴有的肠道菌群失调。     

基于椭圆脐点突变模型的大熊猫生存状态研究

得益于有力的保护,大熊猫受威胁等级由"濒危"降为"易危"。根据全国大熊猫调查数据,近年来,大熊猫野生种群与栖息地面积总体上均处于持续增加态势;同时,大熊猫栖息地破碎化与局域种群隔离也呈加剧的趋势。两相对比,形成悖论现象,难以正确认知当前大熊猫的生存状态。大熊猫作为高度特化的K对策大型动物,其生存高度依赖于栖息地生态系统,极易受栖息地丧失与破碎化的影响。对大熊猫生存状态的研究,不应局限于栖息地或种群等单项指标的变化,而应基于系统科学的整体视角。结合全国第三、四次大熊猫调查数据,对大熊猫野生种群数量与栖息地及潜在栖息地的面积进行复相关分析,发现大熊猫野生种群数量与栖息地、潜在栖息地的面积之间存在着高度显著正相关,表明三者之间存在着稳定而密切的耦合关系,进而建立了大熊猫种群与栖息地、潜在栖息地之间的耦合函数。突变理论作为一种成熟的系统科学理论,提供了较完备的数学方法,利用系统中少量的关键指标便可实现对系统行为的刻画。基于突变理论,以大熊猫分布区生态系统为研究对象,选取了大熊猫种群数量、栖息地与潜在栖息地的面积为系统关键指标,利用种群与栖息地、潜在栖息地之间的耦合函数,构建了"大熊猫—栖息地"系统椭圆脐点突变模型,对生态系统的稳定性进行研究。发现虽然野生种群数量、栖息地与潜在栖息地的面积均持续增长,但严峻的局域种群生存危机与栖息地的高度破碎化,从总体上削弱了系统的稳定性,大熊猫分布区生态系统的稳定性处于持续下降态势,且濒临系统临界状态,生态系统具有较大的退化压力,大熊猫的生存危机依然严峻。