基于高通量测定肉鸡回肠微生物多样性及PICRUSt基因预测分析

本试验旨在研究健康肉鸡回肠的微生物群落结构及功能。采用高通量测序技术对15只鸡的回肠内容物进行测序,按照97%的相似度归类操作分类单元(OTUs),去除序列数量少的OTUs(n<2),然后进行生物信息学分析及PICRUSt基因预测。结果表明:1)共获得424 062条tags,并归类于1 002个非单OTUs,样品平均tags为(28 271±8 855)条,平均OTUs为(261±82)个。2)所有样品共含有20个菌门,160个菌属。其中,共享核心菌门4个,分别是厚壁菌门(85.35%)、变形菌门(6.09%)、蓝细菌门(2.15%)和放线菌门(0.16%);共享核心菌属19个,占样品微生物总量的93.75%。3)鸡回肠样品预测得出328个功能。从前20个功能热图可知,各样品的效能存在差异。由此可见,鸡回肠微生物群落复杂,但主要菌群相对稳定。本试验为进一步研究鸡回肠微生物群落结构与功能提供了参考依据。

鲥[鱼侯]淀不同基质附着细菌群落结构特征及PICRUSt功能预测分析

为了解湖泊生态系统中微生物群落的组成及其在生态系统中的作用和功能,实验基于高通量测序技术分析了鲥[鱼侯]淀芦苇、棕榈片、人工水草、网片四种不同基质附着细菌的群落结构组成,并采用PICRUSt对菌群功能进行了预测分析。结果显示:鲥[鱼侯]淀四种基质附着细菌群落组成丰富,共检测出38门91纲183目338科646属,优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、浮霉菌门(planctomycetes)。通过α-多样性分析发现四种基质附着细菌多样性指数大小依次为芦苇基质>棕榈片基质>人工水草基质>网片基质,丰富度依次为棕榈片基质>芦苇基质>网片基质>人工水草基质。进行PCoA分析和聚类分析,发现棕榈片基质与芦苇基质的附着细菌群落较为相似,而网片基质与人工水草基质较为相似。采用PICRUSt进行菌群功能预测分析,表明主要的COG功能包括氨基酸运输和代谢、细胞壁/细胞膜/膜结构的生物合成、能量产生和转换、信号转导机制、无机离子转运与代谢、碳水化合物的运输和代谢等共涉及22个功能基因家族。以上结果表明,生态修复中天然芦苇的微生物多样性最优且自我净化能力最强,其次是棕榈片。

多效唑对芒果园土壤细菌多样性的影响及PICRUSt基因功能预测分析

为了探究多效唑对芒果园土壤微生物多样性和群落结构的影响,本研究以海南乐东某芒果园为研究对象,设置施用和不施用多效唑的土壤分别为处理组和对照组,通过Illumina Miseq测序平台对芒果园土壤进行16S rRNA高通量测序分析。2组样品通过高通量测序共得到3586个OTUs(operational taxonomic units),可注释到38个门、89个纲、195个目、378个科、673个属、1353个种。Alpha多样性分析表明,施用多效唑后,土壤细菌丰富度指数显著高于同时期未施用多效唑的土壤;但施药后土壤的细菌多样性显著降低。主成分分析表明,施用多效唑对土壤细菌的群落结构产生影响。与对照组相比,施用多效唑的土壤中变形菌门和浮霉菌门等含量显著增高,而放线菌门和厚壁菌门等含量显著降低。PICRUSt功能预测分析结果表明,芒果园土壤细菌主要涉及细胞生长与死亡、碳水化合物代谢、次生产物代谢的生物合成、氨基酸代谢等43个子功能,表现出功能上的丰富性。多效唑处理后,会降低土壤细菌的整体代谢能力。由此可见,施用多效唑会降低土壤细菌的多样性,改变土壤细菌的相对丰度,且对土壤细菌的功能会有一定的影响。

有机肥对退化红壤中细菌群落功能组成影响的PICRUSt基因预测分析

为探讨不同修复措施对南方典型退化红壤细菌群落功能组成的影响,设置单施生物炭(B)、微生物有机肥(OF)、化学肥料(CF)、生物炭配施微生物有机肥(BO)、生物炭配施化学肥料(BC)以及空白对照(CK)等6种修复处理方式并进行车前草的盆栽试验,采用细菌16S rRNA基因的高通量测序技术并结合PICRUSt功能预测分析,研究不同修复处理方式下退化红壤细菌群落结构及其功能组成的变化。结果表明,微生物有机肥和化学肥料对车前草根际土壤细菌群落结构与功能组成具有显著的影响(F_(2,15)=25.55,R^(2)=0.7731,P<0.001;F_(2,15)=17.22,R^(2)=0.6966,P<0.001),而生物炭的作用不显著(P>0.05);微生物有机肥处理车前草根际土壤细菌物种多样性显著增加,增幅达到17.30%,但是化学肥料显著降低细菌物种多样性,降幅达21.25%;微生物有机肥增加生物代谢途径和氮循环途径功能基因丰度,促进氮异化还原、反硝化作用和固氮作用过程,有利于土壤氮素的维持和土壤质量的改善,而化学肥料施用则相反。另外,根际土壤细菌物种多样性跟土壤的pH值显著正相关,跟碱解氮和有效磷等土壤养分含量显著负相关。本研究明确了退化红壤微生物群落功能组成以及氮循环相关功能基因对修复措施的响应,为南方退化红壤的生态修复与农业生产提供理论依据。

大黄鱼鱼卵鱼露快速发酵过程中细菌多样性及PICRUSt基因功能预测

为探究鱼露快速发酵过程中细菌多样性的变化,以大黄鱼鱼卵为研究对象,通过酶解和加曲的方式快速发酵鱼露,采用16S rDNA高通量测序技术分析大黄鱼鱼卵鱼露快速发酵过程中细菌群落结构的变化,并开展基因功能预测分析。结果显示,未灭菌组(K组)和灭菌组(M组)鱼露的优势菌门均为厚壁菌门和变形菌门。葡萄球菌属是鱼露发酵过程中的优势菌属,相对丰度高的菌属有链球菌属、糖芽孢杆菌属、类芽孢杆菌属和希瓦氏菌属。PICRUSt (phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states)基因功能预测显示,鱼露细菌基因功能涉及遗传信息处理、代谢等6类一级生物代谢通路,以及辅助因子与维生素的代谢、能量代谢等35个二级功能层。M组鱼露在发酵第5、10天时的细菌组成与组内其他发酵时间的样本存在明显差异,这可能是因为M组发酵前期含有相对丰度较高的芽孢杆菌属及更为丰富的二级功能预测基因。在M组鱼露发酵后期,复合曲的加入使细菌菌落发生了改变。本研究结果可为筛选功能菌、改善鱼露品质提供依据。

汉江流域上游污水处理厂中微生物多样性及PICRUSt功能预测分析

汉江流域上游污水排放是南水北调中线工程供水水质的主要威胁之一,以微生物为功能主体的处理工艺的精准调控和优化决定污水处理厂(Wastewaster Treatment Plants,WWTPs)的稳定运行和出水水质,但汉江流域上游WWTPs中微生物多样性及功能尚未清楚。利用高通量测序技术探究汉江流域上游WWTPs中微生物多样性和结构,利用PICRUSt功能预测分析微生物功能。结果表明,微生物组成优势门为Proteobacteria、Bacteroidetes、Planctomycetes、Chloroflexi和Acidobacteria;构成活性污泥菌胶团的属为Comamonadaceae、Flavobacterium、Acinetobacter和Zoogloea;参与脱氮除磷的属有Anaerolineaceae、Sphingobacteriales、Xanthomonadaceae、Nitrosomonas、Nitrospira、Pseudomonas、Thauera、Terrimonas、Thiobacillus、Acinetobacter、Flavobacterium、Dechloromonas和Saprospiraceae。WWTPs活性污泥微生物主要涉及氨基酸代谢、膜转运和碳水化合物代谢等20个主要功能,表现出功能上的多样性,大部分预测功能基因占比相近。

不同海拔鬼箭锦鸡儿根际和非根际土壤细菌群落多样性及PICRUSt功能预测

鬼箭锦鸡儿作为我国北方高山和亚高山地区的主要建群植物,是区域生态系统的重要组成部分,但是很少有研究关注其对土壤生态系统的影响及其对环境变化的响应.因而,以鬼箭锦鸡儿为研究对象,采用高通量测序技术,分析了不同海拔鬼箭锦鸡儿根际和非根际土壤细菌群落多样性特征,并进行了功能预测分析.结果表明,所有样品共检测到43门、 112纲、 251目、 324科和542属,变形菌门、酸杆菌门和放线菌门是根际和非根际土壤中的优势菌群.虽然不同海拔之间,鬼箭锦鸡儿根际和非根际土壤细菌多样性指数和群落结构不存在显著差异,但是在同一海拔水平上,根际和非根际土壤细菌多样性指数和群落结构组成存在显著差异.PICRUSt功能预测表明,细菌群落主要涉及氨基酸代谢、碳水化合物代谢、辅助因子和维生素代谢等29个子功能,表现出功能上的丰富性,且代谢为最主要的功能.土壤细菌二级代谢通路预测基因相对丰度的变化与变形菌门、酸杆菌门和绿弯菌门等菌群丰度显著相关,并且土壤细菌预测功能基因组成的差异与土壤细菌群落结构的差异呈显著正相关,说明细菌群落结构与功能基因可能存在密切联系.研究初步探讨了不同海拔梯度下鬼箭锦鸡儿根际和非根际土壤细菌群落特征及其功能预测分析,为高海拔地区建群植物的生态学效应及其对环境变化的响应提供了数据支撑.

厌氧氨氧化启动过程细菌群落多样性及PICRUSt2功能预测分析

细菌群落是实现厌氧氨氧化系统高效脱氮的核心,而厌氧氨氧化启动过程细菌群落多样性及其功能特征仍未被充分阐明.本研究采用升流式厌氧污泥床(UASB)反应器进行厌氧氨氧化系统启动,利用16S r RNA基因高通量测序技术并结合PICRUSt2功能预测分析,研究启动过程不同时间(d0、d30、d60和d90)细菌群落多样性及功能动态变化特征.结果表明,启动过程共检测到48个门、111个纲、269个目、457个科、840个属和1497个种;Candidatus_Brocadia和Candidatus_Kuenenia为检测到的厌氧氨氧化菌,且它们的相对丰度在启动过程不同时间存在显著差异(P <0.05).启动过程,细菌群落α多样性指数整体呈现显著的降低趋势(P <0.05),细菌群落结构呈现出明显的空间分异特征,且差异显著(R=0.846,P <0.01).PICRUSt2功能预测分析表明,启动过程,细菌群落具有丰富的功能多样性,一级功能层表现为有机系统和代谢方面较为活跃,二级功能层子功能基因丰度在厌氧氨氧化启动过程发生明显变化;细菌群落涉及49个参与氮素代谢的相关功能基因,且不同时间阶段参与硝化、反硝化、厌氧氨氧化、硝酸盐同化/异化还原和亚硝酸盐同化/异化还原过程的相关功能基因丰度发生明显变化.

丹江口库区表层浮游细菌群落组成与PICRUSt功能预测分析

浮游细菌是水生生态系统的重要组成部分,是水体中氮素生物地球化学循环的主要驱动力.本研究于2016年5月采集丹江口库区库心和渠首2个生态位点表层水样,采用16S r DNA Miseq高通量测序技术研究其群落组成,发现其主要由变形菌门、放线菌门、拟杆菌门等12门、139属细菌组成,渠首样品浮游细菌群落多样性高于库心样品. PICRUSt功能预测分析表明,浮游细菌涉及氨基酸运输和代谢、转录、能量产生和转换等24个基因功能家族,表现出功能上的丰富性.其中35个参与氮代谢的KO(表示通路)中库心高于渠首为20个,渠首高于库心的为15个.两样品中检测到涉及固氮作用(nif H)、硝化作用(hao)、反硝化作用(nar G、nir K、nor B、nos Z)、氮同化还原及异化还原作用(nas A、nar B、nap A、nir A、nir B、nrf A)参与氮循环的关键基因相对丰度.综合基因功能家族预测基因拷贝数和氮循环相关基因丰度分析,丹江口库区库浮游细菌氮代谢能力整体趋势为库心高于渠首.本研究从细菌群落组成、功能角度初步分析了丹江口库区不同生态位点氮循环的差异,为丹江口水库水环境保护提供了参考依据.

丹江口库区库滨带植被土壤细菌群落多样性及PICRUSt功能预测分析

微生物是土壤元素生物地球化学循环的主要驱动力,目前库滨带植物截留和消减污染物质过程中细菌群落及其功能研究尚未清楚.本研究选取适宜丹江口库区库滨带生长的4种典型植物(草本植物香根草、芦苇、乔木植物杜梨和灌木植物假奓包叶),采用16S r DNA Miseq高通量测序技术研究根际细菌群落组成,发现其主要由变形菌门、拟杆菌门、放线菌门等31个门、343个属的细菌组成,表现出群落组成的丰富性.细菌群落分析表明香根草和芦苇细菌群落结构较为相似,但和杜梨细菌群落结构差异最大.PICRUSt功能预测分析表明,库滨带植物根际细菌主要涉及次生产物代谢的生物合成、转录、多糖生物合成和代谢、细胞生长和死亡等38个子功能,表现出功能上的丰富性.库滨带植物根际细菌代谢能力整体趋势为假奓包叶>芦苇>香根草>杜梨.本研究初步探讨了丹江口库区库滨带不同植物根际细菌群落和功能,为丹江口水库库滨带植被构建及其水环境保护提供了参考依据.

一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺污泥膨胀发生和恢复过程中微生物群落演替及PICRUSt2功能预测分析

以中试规模的一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化(CPNA)工艺为研究对象,通过对其污泥膨胀发生和恢复过程中活性污泥的16S rRNA高通量测序数据进行数据挖掘和分析,结合PISCRUSt2功能预测分析,旨在揭示一体式CPNA工艺污泥膨胀和恢复不同阶段的微生物群落变化及氮、碳代谢特征.结果表明,污泥膨胀和恢复过程中微生物α多样性呈先上升后下降趋势,污泥膨胀阶段氮素转化菌属Nitrosomonas、Candidatus_Brocadia和Thauera相对丰度分别从12.36%、11.86%和0.272%下降至5.97%、8.30%和0.061%,而Candidatus Kuenenia相对丰度保持稳定,丝状菌Levilinea、Longilinea和Turicibacter相对丰度分别从0.031%、0.018%和0.009%上升至0.055%、0.025%和0.033%.PICRUSt2功能预测分析结果表明,总共有47个参与氮代谢的功能酶基因,其中硝化、反硝化、异化性硝酸盐还原(DNRA)、同化硝酸盐还原(ANRA)和固氮反应的功能酶基因相对丰度均发生了变化.污泥膨胀阶段,部分亚硝化功能基因氨单加氧酶基因(pmoABC-amoABC)和羟胺脱氢酶基因hao相对丰度下降,硝酸盐还原功能基因相对丰度膨胀初期升高,随后呈下降趋势.碳代谢分析表明,乙酸钠对CPNA工艺的异养生长具有促进作用,然而乙酸钠的能量代谢和葡萄糖生成并不活跃.

PICRUSt2 functionally predicts organic compounds degradation and sulfate reduction pathways in an acidogenic bioreactor

For comprehensive insights into the influences of sulfate on performance,microbial community and metabolic pathways in the acidification phase of a two-phase anaerobic system,a laboratory-scale acidogenic bioreactor was continuously operated to treat wastewater with elevated sulfate concentrations from 2000 to 14000 mg/L.The results showed that the acidogenic bioreactor could achieve sulfate reduction efficiency of greater than 70%for influent sulfate content less than 12000 mg/L.Increased sulfate induced the accumulation of volatile fatty acids(VPAs),especially propionate and butyrate,which was the primary negative effects to system performance under the high-sulfate environment.High-throughput sequencing coupled with PICRUSt2 uncovered that the accumulation of VFAs was triggered by the decreasing of genes encoding short-chain acyl-CoA dehydrogenase(EC:1.3.8.1),regulating the transformation of propanoyl-CoA to propenoyl-CoA and butanoyl-CoA to crotonyl-CoA of propionate and butyrate oxidation pathways,which made these two process hardly proceed.Besides,genes encoding(EC:1.3.8.1)were mainly carried by order Clostridiales.Desulfovibrio was the most abundant sulfate-reducing bacteria and identified as the primary host of dissimilatory sulfate reduction ftinctional genes.Functional analysis indicated the dissimilatory sulfate reduction process predominated under a low sulfate environment,but was not favored under the circumstance of high-sulfate.With the increase of sulfate,the assimilatory sulfate reduction process finally overwhelmed dissimilatory as the dominant sulfate reduction pathway in acidogenic bioreactor.

模拟氮沉降对中亚热带米槠天然林土壤解磷微生物群落和功能潜力的影响

解磷微生物是森林土壤磷循环的关键驱动因素,对亚热带低磷土壤尤为重要。由于微生物对环境变化较为敏感,氮沉降下土壤微生物如何变化以及如何影响土壤磷有效性尚不清楚。为此,依托福建三明森林生态系统与全球变化国家野外科学观测研究站建立的米槠天然林长期氮沉降观测平台,借助16S rRNA和ITS高通量测序以及PICRUSt功能预测方法,探索氮添加对土壤解磷微生物群落和功能潜力的影响。结果表明:氮添加显著增加了土壤有效氮含量,但显著降低了Resin-P、NaHCO_(3)-P和TPo,表明氮沉降改变了土壤养分平衡,加剧了磷限制。此外,氮添加降低了根瘤菌和伯克霍尔德菌等解磷细菌的丰度,却增加了青霉菌和曲霉菌等解磷真菌的丰度。PICRUSt功能预测进一步发现,存在15种能够编码磷酸酶的基因,并且与对照相比,施氮后酸性磷酸酶、碱性磷酸酶和植酸酶等酶基因丰度显著增加。综上,本研究发现施氮加剧了亚热带米槠天然林土壤的磷限制,同时增加了解磷真菌的丰度和磷酸酶的基因丰度来促进有机磷矿化,这可能是氮沉降下驱动米槠天然林土壤磷转化的主要微生物机制。

棉花-花生轮作下的根系土壤细菌群落结构及功能分析

为了提升棉花和花生产量,开展棉花-花生轮作模式研究,分析轮作模式下土壤根系微生物的群落结构与功能。以棉花连作、花生连作、棉花花生轮作、花生棉花轮作和休耕为研究对象,探明轮作后作物根际土壤微生物群落结构变化,利用16S rRNA基因高通量测序技术分析根系细菌群落结构与功能。结果发现:轮作提高了根系细菌群落的多样性;土壤样本中共获得5009952个有效序列,休耕模式下OTU(operational taxonomic units)含量最多。在轮作种植模式中变形菌门、酸杆菌门和放线菌门为优势菌门;其次轮作模式增加了厚壁菌门、拟杆菌门和芽单胞菌门的丰富度。根据功能不同,将菌群共划分为8类,轮作出现较多微生物基因遗传相关的功能类群,整体以代谢相关的类群居多,与人类和植物病原菌的功能蛋白组富集明显。由此得出,棉花,花生轮作能够提高微生物丰富度,增加多样性,改变土壤微生物群落结构,促进作物根系对营养物质的吸收,提高作物产量。

转抗虫耐除草剂基因玉米对根际细菌群落结构和功能的影响

抗虫耐除草剂是转基因玉米的最主要性状,根际土壤细菌是转基因植物生态风险评估中的重要监测对象,目前关于转抗虫耐除草剂基因对玉米根际土壤细菌群落结构和功能的影响尚不清楚。本研究以华兴单和罗单2个转基因玉米品种及其亲本为研究对象,采用高通量测序技术并结合PICRUSt功能预测,分析转基因对玉米根际细菌群落结构和功能的影响。结果表明:①转基因对细菌主要门和属的组成及丰度没有显著影响,但对硝化螺菌门、鞘氨醇单胞菌属和硝化螺菌属等丰度有显著影响。②冗余分析表明,土壤pH、电导率及速效磷对细菌群落结构具有显著影响,但转基因的影响并不显著。③PICRUSt功能预测结果表明,转基因对31种二级功能没有显著影响,对氮磷循环功能影响也不明显;而玉米品种和生长阶段对25种二级功能具有显著影响,而且品种也是影响氮磷循环相关功能的重要因素。研究显示,转基因对玉米根际细菌群落结构及功能并无显著影响,而玉米品种和生长阶段的影响则更为显著。

不同风化程度凝灰岩表生细菌群落结构与功能比较

本研究利用高通量测序技术、Biolog EcoPlate检测法结合生物信息学分析手段比较研究了江西省抚州市东乡县低风化(LR)和高风化凝灰岩(MR)以及附近红壤(SS)样品表生细菌群落α多样性、群落结构与功能的差异。结果表明,随着凝灰岩风化程度的加剧,细菌群落独特OTU数目、Chao1指数以及微生物碳利用率和代谢多样性香农指数逐渐增高。酸杆菌门(Acidobacteria,相对丰度17.8%~40.7%)、放线菌门(Actinobacteria,9.2%~29.2%)和变形菌门(Proteobacteria,18.8%~34.6%)是该生境中的优势菌门。随着凝灰岩风化程度的加剧,Acidobacteria相对丰度越来越高,而Actinobacteria和Alphaproteobacteria相对丰度逐渐降低。岩石样品pH、有机质(OM)含量以及有效态P、K和Ca的含量解释了凝灰岩表生细菌99%的群落结构变异。PICRUSt2对细菌群落功能预测结果表明,3组样品中编码碳酸酐酶(CA)、鞭毛合成和有机酸产生功能基因相对丰度的排序为SS>MR>LR,而LR中产铁载体相关功能基因相对丰度最高。综上,随着风化程度的加剧,凝灰岩表生细菌群落α-多样性随之升高,群落结构发生显著变化,表生细菌群落可能同时通过多种方式风化凝灰岩;且微生物群落对于不同种类碳源具有不同的优先利用模式。研究结果进一步丰富了凝灰岩风化形成红壤过程中微生物群落结构与功能的变迁规律。

基于SMRT测序技术的塔里木马鹿冬季肠道菌群多样性分析

为探究塔里木河流域塔里木马鹿(Cervus elaphus yarkandensis)冬季肠道菌群群落结构、多样性与功能,采用PacBio平台的单分子实时测序技术(single molecule realtime sequencing,SMRT)对塔里木河上游湿地自然保护区采集并筛选的25份塔里木马鹿粪便样本的16S rRNA基因全长进行测序,共获得298578个clean reads,clean reads聚类获得28026个OTU,包括25门684属。Alpha多样性分析结果显示,塔里木马鹿冬季肠道菌群Shannon指数为(7.764±0.044),Simpson指数为(0.015±0.001),Chao1指数为(12242.668±695.106),ACE指数为(9366.423±407.612)。塔里木马鹿优势菌门为厚壁菌门(Firmicutes,60.51%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,26.02%)、变形菌门(Proteobacteria,3.61%)、疣微菌门(Verrucomicrobia,1.57%)和浮霉菌门(Planctomycetes,1.46%)。相对丰富度在前10的菌属为Papillibacter(5.48%)、拟杆菌属(Bacteroides,5.12%)、Muribaculum(4.69%)、Phocaeicola(4.49%)、Lawsonibacter(4.31%)、瘤胃球菌属(Ruminococcus,4.09%)、Intestinimonas(3.06%)、普氏菌属(Prevotella,2.87%)、克里斯滕森菌属(Christensenella,2.71%)和弯曲杆菌属(Campylobacter,2.54%)。PICRUSt 16S功能预测结果表明,塔里木马鹿肠道菌群基因功能主要富集于新陈代谢(48.58%)、遗传信息处理(19.04%)和环境信息处理(12.08%);其中新陈代谢主要以碳水化合物代谢(9.47%)、氨基酸代谢(9.93%)为主,并且环境信息处理的膜转运(9.96%)基因相对丰富度最高。研究揭示了野生塔里木马鹿冬季肠道菌群特征和功能,为塔里木马鹿野生种群的保护提供基础数据。

梵净山同域分布黔金丝猴与藏酋猴的肠道微生物结构差异

肠道微生物与动物的健康密切相关,动物肠道微生物伴随宿主进化并与胃肠道构成复杂的微生态系统。为探究梵净山同域分布的黔金丝猴(Rhinopithecus brelichi)和藏酋猴(Macaca thibetana)的肠道微生物组成和功能差异,本研究采集两个物种冬季粪便样本进行16S rRNA基因高通量测序。结果显示,藏酋猴肠道微生物Chao1和Shannon指数都显著高于黔金丝猴(P<0.05),基于bray-curtis距离矩阵的β多样性分析发现两者的肠道微生物群落结构存在一定相似性和差异性。门水平,厚壁菌门(Firmicutes)占两者肠道微生物的绝对优势,且藏酋猴相对丰度高于黔金丝猴;属水平,除相对丰度较高的不动杆菌属(Acinetobacter)和颤螺旋菌属(Oscillospira)外,其他优势菌属类群均不相同。LEfSe分析发现粪球菌属(Coprococcus)、布劳特氏菌属(Blautia)、阿克曼菌属(Akkermansia)等与代谢通路功能相关的微生物在两者之间差异显著。PICRUSt功能预测分析表明,两者肠道微生物与新陈代谢、基因信息处理、环境信息处理和细胞过程等功能相关,Level 2水平,有3类代谢通路具有显著性差异(P<0.05)。黔金丝猴与藏酋猴肠道微生物组成和群落特征差异较大,可能是由于同域觅食灵长类的种类、数量及食物来源不同。同时,PICRUSt功能预测揭示了两者肠道微生物功能基因丰度的显著差异,表明两者可以通过调整自身肠道微生物组成来适应外界食物资源变化带来的挑战。该结果可为生态位高度重叠的两种灵长类肠道微生物的深入研究提供一定科学依据,也对两者开展野外人工保护干预措施的建立具有一定参考价值和现实意义。

基于Illumina MiSeq高通量测序的燕麦种带细菌多样性及功能分析

采用高通量测序法,分析7份来自不同地区的燕麦种带细菌群落的细菌丰度、Alpha多样性、Beta多样性和物种组成差异,并采用PICRUSt和FAPROTAX功能预测的方法分析了各种带细菌间的丰度差异。结果显示:1)7份燕麦中共获得5187个细菌可操作分类单元(OTUs),主要归属于33个门、180个目和435个属。2)基于OTUs的丰度及注释信息,7份燕麦种带细菌群落中变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、放线菌门和蓝菌门为优势菌门,立克次氏体目和鞘脂单胞菌目为优势菌目,鞘氨醇单胞菌属、Solibacter和假节杆菌属为优势菌属。3) Alpha多样性和Beta多样性表明不同燕麦品种的细菌群落多样性和群落结构具有较大差异,其中LXY-5具有最大的Alpha多样性。LEFSe分析更进一步显示不同的燕麦品种生物标记的物种不同。4) PICRUSt和FAPROTAX功能预测分析表明,燕麦种带细菌群落主要有代谢、有机系统和人类疾病3个代谢通路,分属于有42个KEGG和24个COG的二级代谢途径;FAPROTAX功能注释后共获得52个生态功能。研究结果为明确燕麦种带细菌多样性及开发新型基因资源提供了理论依据。

鲐鱼和大黄鱼冷藏期间体表细菌群落组成和代谢功能的比较分析

为研究鲐鱼和大黄鱼冷藏期间体表细菌群落和代谢功能的差异,采用Illumina MiSeq测序技术和PICRUSt工具对鲐鱼和大黄鱼冷藏期间体表细菌群落和代谢功能进行比较分析。结果表明:鲐鱼体表细菌群落的丰富度随冷藏时间的延长而增加,多样性却下降;大黄鱼体表细菌群落的丰富度和多样性变化均不显著。嗜冷杆菌属(Psychrobacter)和希瓦氏菌属(Shewanella)分别是鲐鱼和大黄鱼体表的优势菌,且其相对丰度分别与鲐鱼(r=0.709,P<0.001)和大黄鱼(r=0.600,P=0.008)挥发性盐基氮含量显著正相关;因此,它们可能分别是鲐鱼和大黄鱼体表的特定腐败菌。鲐鱼体表细菌的蛋氨酸、酪氨酸和组氨酸等参与氨基酸代谢的相关基因的相对丰度显著高于同一冷藏时期的大黄鱼(P<0.05),这在一定程度上从细菌代谢水平解释了鲐鱼比大黄鱼更易腐败的原因。研究结果可为不同水产品采取针对性的贮藏保鲜策略提供参考。