DNA宏条形码技术在食草动物食性研究中的应用

随着测序技术的快速发展,整合DNA条形码和高通量测序的DNA宏条形码技术已经成为当前研究热点之一,在食草动物的食性鉴定中有很大潜力。放牧动物食性研究是动物营养学和草地生态学领域的重要研究内容。而与传统食性研究方法相比,宏条形码技术可通过对植物DNA条形码的高通量测序,获得样本中的物种组成进而分析动物食性。介绍了传统食性分析手段的局限,重点综述了DNA宏条形码技术的产生、操作原理以及在食草类动物食性鉴定领域中的应用,同时还简述了可能存在的挑战,并对该技术今后的发展方向进行了展望。     

菜籽饼肥对香蕉枯萎病的防效及其对土壤细菌的影响

研究菜籽饼肥对香蕉枯萎病的防治效果,探究菜籽饼肥施用后对土壤细菌群落的影响.设置2组实验,CN组为菜籽饼肥处理组,YN组为对照实验组.种植120d后,统计各组的发病率;利用qPCR技术检测2组中的FOC4孢子数量;采集2组土壤,利用Illumina Miseq高通量测序平台对CN处理组与YN对照组的土壤细菌群落结构和差异进行分析对比.实验研究发现:(1)施菜籽饼肥的CN处理组枯萎病发病率比YN对照组低63.33％;施用菜籽饼肥的处理土壤中FOC4的数量由2.94×104个/克土下降为1.96×103个/克土,YN对照组土壤中FOC4孢子的数量由2.94×104个/克土上升为4.55×105个/克土,CN处理组较YN对照组枯萎病菌数量下降了 2个数量级;(2)土壤细菌宏基因组微生物分类测序结果显示,CN处理组的Alpha多样性指数均优于YN对照组,这表明施用菜籽饼肥后增加了土壤细菌群落的丰度及多样性;(3)在门水平上,菜籽饼肥处理增加了变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)的相对丰度,同时也降低了酸杆菌门(Acidobact-eria)、厚壁菌门(Firmicutes)和Patescibacteria等菌门的相对丰度;在属水平,CN处理组中的不动杆菌属(Aci-netobacter)、水杆菌属(Aquabacterium)、热单胞菌属(Thermomonas)、产黄杆菌属(Rhodanobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)和奥托氏菌属(Ottowia)等菌属的相对丰度较YN对照组有明显提高,而酸热菌属(Acidother-mus)、Bryobacter菌属以及Acidipila等菌属相对丰度较YN对照组有所减少.施用菜籽饼肥可以改变土壤中细菌的群落结构,显著降低土壤中FOC4孢子数量,从而降低香蕉枯萎病的发病率.本研究结果为菜籽饼肥用于香蕉枯萎病综合防控提供了理论依据.     

宝天曼国家级自然保护区三种林型土壤的亮孢黏菌多样性

黏菌是土壤原生生物的重要组成部分,但其群落组成与多样性格局信息目前还不全面。本研究采用18S rRNA基因高通量测序的方法,研究了宝天曼自然保护区内落叶阔叶林、针叶林和针阔混交林土壤中的亮孢黏菌多样性,并通过多元统计方法分析了其群落结构与土壤环境因子之间的关系。结果表明,30份土壤样品中共获得26个亮孢黏菌的可操作分类单元（OTUs）,隶属团毛菌目Trichiales下的7个属。4个OTUs可注释到种,分别为球圆团网菌Arcyria globosa、蛇形半网菌Hemitrichia serpula、刺丝团毛菌Trichia scabra和高山团毛菌Trichia alpina。亮孢黏菌群落α多样性在不同林型间有显著差异,其中在针叶林最高,落叶阔叶林最低。不同林型土壤的亮孢黏菌群落结构也显著不同,冗余分析显示,不同林型间黏菌群落结构差异与土壤含水量、碳氮比、有效钾和有机碳显著相关,但总体土壤环境因子对群落结构差异的解释量有限,占比10.18%。本研究丰富了土壤黏菌多样性信息和生态分布理论。     

马蜂内生酵母种群结构分析及Metschnikowia pulcherrima的分离和鉴定

本文以新疆石河子西公园的马蜂Vespa velutina为研究对象,结合基于26S rDNA的高通量测序技术和稀释平板分离的方法,研究马蜂内生酵母物种组成及其多样性.结果 显示,马蜂体内包含Cutaneotrichosporon、Torulaspora、Pichia等10个属内生酵母;含有Cutaneotrichosporon cutaneum、Torulaspora delbrueckii、Sporidiobolales sp.等10种内生酵母.Shannon指数、Simpson指数、ACE指数和Chao1指数分别为0.619215、0.681265、84.38456和76.利用稀释平板分离方法分离获得一株内生酵母,结合菌落和细胞形态观察、生理生化检测以及26S rDNA分子鉴定等方法,该酵母菌株为美极梅奇酵母Metschnikowia pulcherrima.本研究可为后续的内生酵母菌功能研究及酵母菌资源开发与利用奠定基础.     

甘肃不同矿区样品中的细菌多样性

甘肃矿产资源丰富,矿区酸性矿坑水(acid mine drainage,AMD)及周边土壤中嗜酸微生物种类丰富,具有相当大的研究价值.本研究通过Illumina高通量测序方法,对甘肃省4个矿区AMD及周边土壤中的细菌群落组成、相似性及功能组成进行分析.结果 表明,煤矿样品GNM细菌物种组成最为丰富,金矿样品LNJ1与紫金矿样品LNZJK细菌组成最相似,与属于铜矿的BYT物种较相近,与LNJ1同地区的LNJ2样品细菌组成相比较远.所有样品细菌主要分为放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteriodetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)四大门,其中变形菌门(Proteobacteria)丰度最高.放线菌门(Actinobacteria)中不动杆菌属(Acinetobacter)、类诺卡氏属(Nocardioides)和芽球菌属(Blastococcus)表现出较高丰度;厚壁菌门(Firmicutes)中微小杆菌属(Exiguobacterium)和芽孢杆菌属(Bacillus)表现出较高丰度,且微小杆菌属(Exiguobacterium)丰度极高.通过功能预测发现,与煤矿样品GNM相比,LNJ1、LNJ2、BYT和LNZJK4个金属矿区样品中的微生物具有较强的氨基酸与碳源的转运与代谢、转录等功能以及较低的能量生产与转运、无机离子转运与代谢能力.通过探究AMD中的细菌多样性及其与重金属之间的相互关系,了解AMD采样区微生物群落结构,以期挖掘出更为丰富的具有重金属抗性的菌株资源,以应用于生物浸矿和环境修复等领域.     

中西部幼儿肠道菌群与膳食关系的比较

目的探究中部和西部地区幼儿肠道菌群的结构差异与膳食的关系,为幼儿营养健康状况监测和营养改善工作提供有效的营养干预。方法选择“贫困地区儿童营养改善项目”河南汝阳和贵州福泉,随机抽取107名汉族健康幼儿为调查对象,食物摄入采用24 h消费调查方法。应用高通量测序技术对肠道菌群进行测序和生物信息分析,研究两县幼儿肠道菌群差异。结果两县幼儿肠道菌群组成结构较为一致,但Alpha多样性分析表明,贵州福泉县幼儿肠道物种丰富度和多样性高于河南汝阳县。细菌属水平分析中,两县幼儿肠道内均以拟杆菌属、普雷沃菌、柔嫩梭菌和双歧杆菌属为主导的菌群结构,但河南汝阳县幼儿肠道双歧杆菌属和乳杆菌属丰度显著高于贵州福泉县(12.36% vs. 7.44%;0.19% vs. 0.03%)。结论中西部地区幼儿肠道菌群结构差异不大,但有益菌含量存在显著差异,这为研究肠道菌群与膳食及营养健康状况之间的关系提供了依据。     

被动游泳运动对小鼠抑郁样行为及其肠道菌群组成的影响

被动游泳运动可诱发小鼠抑郁样行为,游泳环境的改变已成为抑郁样行为严重程度影响因素之一。观察不同水质、水温及持续时间对被动游泳小鼠抑郁样行为的影响,并初步探讨肠道菌群组成与抑郁样行为的关系。通过不同条件下的被动游泳运动建立抑郁样行为小鼠模型。采用糖水偏好实验及强迫游泳实验评价其行为学变化;采用16S rDNA高通量测序技术及实时荧光定量PCR技术对小鼠肠道菌群进行分子生态学分析。被动游泳16周后,各模型组小鼠体质量及糖水偏爱度均较正常对照组降低,而不动时间则有所延长。其中,室温海水游泳15 min小鼠体质量及糖水偏爱度降低程度最大,不动时间最长,与正常对照组比较,均具有显著性差异（P<0.05）。各模型组小鼠肠道菌群Chao指数、Shannon指数及PCoA分析均较正常对照组具有显著性差异（P<0.05）,其从门水平到属水平的丰度也发生不同程度改变。其中,室温海水游泳15 min小鼠肠道菌群组成变化程度最大,并发生拟杆菌属、普氏菌属等多个菌属的富集以及乳杆菌属丰度的减少,实时荧光定量PCR实验也得到了较为一致的结果（P<0.05）。以上结果表明,被动游泳运动可导致小鼠抑郁样行为的发生,其肠道菌群组成也发生明显改变;同时,菌群组成的改变会随着抑郁样行为的严重程度而有所变化。     

黄腻舌苔和薄白舌苔微生物种群差异

【背景】舌苔是指舌头上覆盖的由食物残渣、微生物、舌苔上皮角质细胞组成的物质。根据舌苔的厚度、颜色等苔质情况来鉴别病人的健康与疾病状况,是“望”诊的重要内容之一,是中医临床辨证施治的主要依据之一。但是舌苔苔质的形成和微生物菌群的关系还有待深入研究。【目的】探索黄腻舌苔和薄白舌苔菌群群落组成的差异及与舌苔苔质形成的关系。【方法】以薄白舌苔和黄腻舌苔为研究对象,用刮舌板刮取青年学生人群的舌苔表面,获得舌苔样品进行总DNA提取,PCR扩增微生物16S rRNA基因,通过高通量测序获得16S rRNA基因序列,然后通过交互序列分析软件分析样品中细菌菌群种类及差异。【结果】黄腻和薄白舌苔原核微生物群落组成具有明显差异。其中,在门水平上,Patescibacteria和蓝细菌门细菌在黄腻舌苔上明显比薄白舌苔多,具有极显著差异(P<0.01);在属和种水平上,放线菌(Actinomyces)的组成具有显著差异(P<0.05),黄腻舌苔中放线菌含量明显高于薄白舌苔;而薄白舌苔中的卟啉单胞菌属(Porphyromonas)和莫拉氏菌属(Moraxella)的含量明显高于黄腻舌苔,差异显著(P<0.05)。【结论】黄腻舌苔苔厚、色黄、有异味,有可能是放线菌含量过高导致。而且,有些放线菌可以导致侵袭性细菌性疾病,称作放线菌病。因此,健康人出现黄腻苔,可在一定程度上提示体内潜在的炎性预警。薄白舌苔正常菌群莫拉氏菌属(Moraxella)和卟啉单胞菌属(Porphyromonas)显著比黄腻舌苔上的多,说明这两种正常菌群可能在维护正常口气和舌苔功能方面具有重要的作用。     

云南岩溶断陷盆地土地利用方式对丛枝菌根真菌群落结构的影响

【背景】丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungus,AMF)是一类能与绝大部分植物形成共生关系的真菌,在植被演替和生态恢复过程中发挥重要作用。【目的】了解云南岩溶断陷盆地不同土地利用方式对AMF群落结构的影响。【方法】采用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术对云南岩溶断陷盆地林地、灌丛和草地等3种土地利用方式土壤样品的AMF群落结构进行分析。【结果】草地总磷(total phosphorus,TP)、速效钾(available potassium,AK)、交换性镁(exchangeable magnesium,E-Mg)、电导率(electrical conductivity,EC)和土壤温度(temperature,T)显著高于林地和灌丛,林地总氮(total nitrogen,TN)和有机碳(soil organic carbon,SOC)含量显著高于灌丛和草地。TN、SOC、AK和EC是AMF群落结构最主要的影响因子。草地样品的Chao1、ACE、Shannon和Observed species指数显著高于林地和灌丛样品,尽管Simpson指数差异不显著,但是也表现出了类似的变化趋势。9个土壤样品共产生953个AMF-OTU,鉴定出AMF 3个纲4个目9个科13个属。Glomeromycetes和Paraglomeromycetes为优势纲;Glomus和Paraglomus为优势属,其次为Claroideoglomus、Acaulospora和Diversispora。Glomus和Diversispora主要分布在草地和灌丛中,随着演替的进行其相对丰度有所下降,而Paraglomus的相对丰度逐渐上升。【结论】云南岩溶断陷盆地土地利用方式的AMF群落结构具有显著差异,土壤理化因子是重要的影响因素。     

吸烟对健康人群唾液微生物组的影响

【背景】吸烟是重要的公共健康问题,可能通过改变唾液微生物组影响口腔健康甚至全身健康。【目的】探究吸烟对中国健康人群唾液微生物组的影响,为研究吸烟在疾病发展中的作用提供线索。【方法】收集167位健康个体的唾液样本,利用HiSeq高通量测序技术对样品中16S rRNA基因V3-V4区进行测序,分析比较吸烟者和非吸烟者的唾液微生物组的多样性、群落结构和物种丰度,并预测功能组成,探究吸烟对唾液微生物组的影响。【结果】吸烟对唾液微生物组的α多样性影响较小,但是在微生物组组成上,吸烟组中奈瑟菌属、艾肯菌属、二氧化碳嗜纤维属等细菌明显减少,而普雷沃氏菌属、韦荣氏球菌属、放线菌属、奇异菌属和巨球型菌属等细菌明显增加。在功能上,PICRUSt的预测结果显示吸烟组富集不依赖氧气的代谢功能,非吸烟组富集需要氧气参与的代谢功能。【结论】吸烟可能会通过改变唾液微生物组,造成微生物组功能途径的变化,进而引发与吸烟相关的疾病。