基于ERIC-PCR技术分析黄连解毒汤对2型糖尿病大鼠肠道菌群结构及DNA同源性的影响

目的:基于ERIC-PCR技术分析黄连解毒汤对2型糖尿病(diabetes mellitus type 2,T2DM)大鼠肠道菌群结构及DNA同源性的影响。方法:从36只SD大鼠中随机选取6只作为对照组,其余大鼠给予高脂饲料联合1%链脲佐菌素(30 mg·kg^(-1))建立糖尿病模型。将造模成功的大鼠随机分为模型组、黄连解毒汤高剂量组(6.25 g·kg^(-1))、黄连解毒汤中剂量组(3.13 g·kg^(-1))、黄连解毒汤低剂量组(1.56 g·kg^(-1))及二甲双胍组(100 mg·kg^(-1)),每组各6只。各药物组按照相应剂量灌胃给药,对照组和模型组灌胃等体积生理盐水,连续21 d。第7天、第14天及第21天灌胃后,收集大鼠粪便,提取肠道菌群DNA。利用ERIC-PCR技术和Sanger测序检测大鼠肠道菌群结构与DNA同源性。结果:灌胃第7天,对照组条带较多集中在100~750 bp;与对照组比较,模型组条带在1 000~2 000 bp的亮度增强,在300~750 bp的亮度减弱;与模型组比较,黄连解毒汤各剂量组和二甲双胍组条带在750 bp的亮度增强。灌胃第14天,与模型组比较,黄连解毒汤各剂量组和二甲双胍组条带在1 000 bp以上的亮度减弱。灌胃第21天,与模型组比较,黄连解毒汤各剂量组和二甲双胍组条带在300~750 bp的亮度增强。DNA测序结果显示,灌胃第21天,对照组500 bp条带的优势菌群为拟杆菌属、杜氏邓氏菌和金黄杆菌属;模型组400 bp和1 000 bp条带的优势菌群为梭菌目细菌、普拉梭菌、铜绿假单胞菌和杆菌属。灌胃第7天,黄连解毒汤高剂量组750 bp条带的优势菌群为布劳特菌和拟杆菌属;黄连解毒汤中剂量组200 bp条带的优势菌群为脆弱拟杆菌和拟杆菌属;黄连解毒汤低剂量组1 200 bp条带的优势菌群为双发酵副梭菌;二甲双胍组1 000 bp条带的优势菌群为大肠埃希杆菌。灌胃第14天,黄连解毒汤高剂量组700 bp条带的优势菌群为拟杆菌目细菌和假单胞菌;黄连解毒汤中剂量组550 bp条带的优势菌群为假锁杆菌属和链霉菌属;黄连解毒汤低剂量组350 bp条带的优势菌群为Muribaculum gordoncarteri、肠杆菌、杜氏邓氏菌和杆菌科细菌;二甲双胍组290 bp条带的优势菌群为弗格森埃希菌和大肠埃希杆菌。灌胃第21天,黄连解毒汤高剂量组1 000 bp条带的优势菌群为普雷沃氏菌属;黄连解毒汤中剂量组600 bp条带的优势菌群为Muribaculum gordoncarteri、杜氏邓氏菌和拟杆菌属;二甲双胍组400 bp条带的优势菌属为Muribaculum gordoncarteri、肠杆菌、普雷沃氏菌属、杆菌科细菌和杆菌属。结论:黄连解毒汤对T2DM大鼠的肠道菌群结构具有调节作用,菌群调节效果受药物剂量和治疗时间的影响。

肠杆菌基因间重复共有序列及ERIC-PCR

ERIC序列是近年来发现的存在于原核生物基因组中一类短的重复序列。该序列在染色体上的分布和拷贝数具种间特异性 ,根据序列中心高度保守的 4 4bp的ERIC核心序列设计反向引物 ,可扩增出反映细菌基因组结构特征的谱带。由于ERIC PCR快速简便 ,图谱重复性好 ,并可作为分子标记用于细菌的分类鉴定 ,所以 ,该方法已广泛应用到了科研和生产实践中。

重复序列ERIC(IRU)研究进展

重复序列几乎存在于所有生物的基因组中。"肠道细菌基因间重复序列"(Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus,ERIC)是主要存在于肠道细菌的一类基因间重复序列,也称为"基因间重复单位"(Intergenic Repetitive Unit,IRU)。ERIC(IRU)首先在大肠杆菌(Escherichia coli)中发现,后来又在多种其他细菌中发现。ERIC(IRU)长127bp,有的还有插入序列。绝大多数ERIC(IRU)都可以转录,mRNA形成茎环结构。ERIC(IRU)局限于基因组可转录区,即多顺反子操纵子基因间区域,或开放阅读框架上、下游非翻译区。ERIC(IRU)很可能调节侧翼基因(flanking gene)的表达。ERIC(IRU)高度保守,可能其变异受到自然选择压力的限制或它本身就可能是"自私的DNA"(selfish DNA)。Versalovic等建立起ERIC-PCR,它可以有效地同时平行分析不同生态系统的结构差异以及动态监测同一生态系统微生物群落结构的变化。近年来这一技术逐渐运用到对动物肠道菌群的研究上。

ERIC-PCR技术特点及其应用

ERIC序列是近年来发现的存在于原核生物基因组中一类短的重复序列。该序列在染色体上的分布和拷贝数具有种间的特异性,根据序列中心高度保守的44 bp的ERIC核心序列设计反向引物,可扩增出反映细菌基因组结构特征的谱带。由于ERIC-PCR快速简便,图谱重复性好,能用于细菌分类鉴定、环境监测、污染治理以及人和动物肠道菌群结构研究等方面。

ERIC-PCR的研究进展

肠道细菌基因间重复序列(enterobacterial repetitive intergenic consensus,ERIC)是主要存在于肠道细菌的一类基因间重复序列。ERIC-PCR技术是利用ERIC核心的高度保守序列设计引物进行PCR,因此,通过这一技术扩增基因组DNA,构建DNA指纹图谱,能广泛用于肠道微生物动态分析、微生物分类鉴定等方面的研究。

基于rDNA ITS序列和ERIC-PCR研究虫草真菌无性分离物的遗传多样性

以24株虫草无性分离物和1个蛹虫草子实体为材料,利用ITS序列分析和ERIC-PCR方法对这些材料进行了遗传多样性分析。结果表明:ITS序列分析表明蝉花的无性分离物4645(菌生轮枝菌Lecanicillium fungicola)与蝉花的无性分离物4644和4646及蛹虫草的无性分离物亲缘关系较近,而冬虫夏草无性分离物4634及4636则为膨大弯颈霉Tolypocladium inflatum;蛹虫草Cordyceps militaris无性型与蝉花Cordyceps cicadae无性型(4644、4646)及无性分离物4645聚成一族,而冬虫夏草分离物4634及4636与冬虫夏草的关系较近,聚成另一族。ERIC-PCR分析结果表明,在相似性系数为0.76时,上述分离物分成4组,即1)L.fungicola;2)T.inflatum;3)C.cicadae;4)C.militaris。上述结果表明虫草无性分离物具有丰富的遗传多样性。同时,本研究检测了上述无性分离物胞外液中虫草素的含量,发现所有蛹虫草无性分离物(除1811之外)的胞外液中均含有虫草素,但蝉花和冬虫夏草的无性分离物(4634、4636、4644、4645和4646)胞外液中的虫草素产量极低,甚至无法检测出。

ERIC-PCR分子杂交技术分析大熊猫肠道菌群结构

目的 了解大熊猫肠道微生物区系结构的相似性和稳定性,并找出大熊猫肠道微生物群落结构的变化与健康状况的关系。方法 对上海动物园及上海野生动物园所饲养的3只大熊猫2次采集的粪便样品进行微生物群落总DNA的抽提,并以此为模板获得反映肠道微生物群落结构特征的ERIC- PCR和Southern杂交指纹图谱,比较各DNA样品指纹图谱的相似性指数。结果 除国庆(大熊猫)的第1次采集的样品(当时处于腹泻状态) ,其他各DNA样品的ERIC- PCR及Southern杂交指纹图谱的相似性都达到85 %～10 0 % ;佳斯及川川(大熊猫) 2个个体2次采集的样品之间ERIC指纹图谱的相似性分别为93%和87% ,而国庆腹泻时的样品与健康时的样品之间则为71%。结论 大熊猫不同个体之间肠道微生物群落结构比较相似,而且同一个体在不同时期表现出比较高的稳定性,但当个体的健康出现问题时肠道优势菌菌群结构有一定波动。所采用的DNA提取方法、ERIC- PCR和Southern杂交指纹图谱的高度重复性证明了之一分子生态学技术在大熊猫肠道微生物区系动态监测中的可行性。

腹泻儿童肠道菌群结构特征的ERIC-PCR指纹图分析

目的 :了解以粪检有无白细胞区分的两类腹泻儿童肠道菌群结构的特征及其与健康儿童的差别。方法 :提取健康儿童 (H)、临床门诊粪检无白细胞的腹泻儿童 (L )和粪检有白细胞的腹泻儿童 (L +)(各 11例 )粪便总DNA作模板 ,获得反映肠道菌群组成特征的ERIC PCR指纹图谱。结果 :以H、L 和L +为序 ,每类样品以独特的ERIC条带为代表的操作分类单元 (OTU)的总数分别为 5 4∶4 7∶2 6 ;每类样品ER IC图谱多样性指数范围分别为 :2 4 5± 0 14 ,2 11± 0 18和 1 76± 0 19。组内成对相似性系数累积曲线分析 :小于 0 6的CS 值在L 组占到总Cs值个数的 70 % ,在H组占 5 0 % ,而在L +组只占 30 %。结论 :腹泻儿童肠道的菌群结构多样性降低 ,粪检有白细胞腹泻个体较之粪检无白细胞腹泻个体肠道菌群结构偏离健康个体更远。

ERIC-PCR技术对单增李斯特菌的溯源分析

以质控菌株ATCC 19115为对照,采用ERIC-PCR方法对从三个市场猪肉样品分离到的17株单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)进行了基因分型,探讨了单增李斯特菌基因型与区域分布及流行性的关联性。结果表明,17株单增李斯特菌菌株可分为六个主要基因类群,其中Ⅳ型菌株最多,为主要污染类群,而这些菌株来自于市场三;市场一和市场二分离到的菌株主要分别为Ⅰ型和Ⅳ型。因此,ERIC-PCR方法适用于对单增李斯特菌的溯源分析和流行病学调查,具有简单、方便、快捷、准确的特点。

ERIC-PCR:一种快速鉴别环境细菌菌株的方法

以 Ｅ Ｒ Ｉ Ｃ（ 肠杆菌基因间共有重多序列） 序列设计的特异引物对３ 株大肠杆菌、３ 株软腐欧氏杆菌、２ 株草生欧氏杆菌、１ 株梨火疫欧氏杆菌、１ 株催娩克氏菌、１ 株阴沟肠杆菌和９ 株具有降酚能力的细菌等２０ 种细菌的基因组 Ｄ Ｎ Ａ 进行 Ｐ Ｃ Ｒ 分析．每种菌株均存在数目不等的各自独特的带型，能够区分同一种类中极为相近的菌株．经多次重复，各特异性扩增的主要带型能重复稳定出现．聚类分析的结果表明，供试菌株多数按照分类地位归到相应的组中．９ 种具有降酚能力的细菌中，２ 种分离自处理焦化废水池活性污泥，７ 种来自土壤样品． Ｅ Ｒ Ｉ Ｃ Ｐ Ｃ Ｒ 指纹图显示，前２ 种属于一类，都有一条大小约１ ．１ ｋｂ 的主带，其它７ 种土壤中分离出来的细菌除其中１ 种有１ 条约１ ．２ ｋｂ 大小的主带外，其余６ 种都有１ 条大小约１ ．４ ｋｂ 的带．聚类分析将从土壤中分离出来的细菌归为３ 种不同的类型． Ｅ Ｒ Ｉ Ｃ Ｐ Ｃ Ｒ 可以从分子水平对细菌基因组进行快速指纹图分析。

利用ERIC-PCR和PCR-DGGE技术分析喂服枯草芽孢杆菌肉鸡肠道菌群的多样性

本文旨在采用ERIC-PCR和PCR-DGGE方法研究肉鸡喂服枯草芽孢杆菌后肠道菌群的多样性。选用15羽28日龄肉鸡,按2mL/kgBW喂服枯草芽孢杆菌悬液(109CFU/mL),每天2次,连续3d,34日龄时,利用ERIC-PCR和PCR-DGGE方法分析肠道菌群的多样性,并对DGGE条带进行回收、测序。结果表明,肉鸡口服枯草芽孢杆菌后各肠段的条带数显著多于对照组(P<0.05或P<0.01),2种方法检测结果相似,2组之间肠道总菌群相似性为53.2%;电泳指纹图谱和统计条带数量分析,PCR-DGGE明显优于ERIC-PCR;回收条带以乳杆菌属细菌为主。结果提示,34日龄肉鸡肠道菌群具有一定的稳定性,以乳杆菌为主要菌群,饲喂芽孢杆菌后能提高肉鸡肠道菌群的丰度和种群密度;PCR-DGGE检测方法明显优于ERIC-PCR。

番茄内生菌分离及其ERIC-PCR指纹图谱分析

介绍了一种分离植物内生菌和研究其多样性的方法。用无菌水、化学试剂、紫外线和机械去表皮 4种方法对番茄植株进行处理 ,然后分别用牛肉膏蛋白胨、高氏一号和PDA(加链霉素抑制细菌生长 ) 3种培养基分离内生菌。确定了最适宜的去除非内生菌的方法。经分离、纯化得到 1 4 8株大小、形态、颜色各异的内生菌分离物。对其中 43株进行ERIC PCR扩增 ,32株有扩增条带的菌株可分为 2 8种。把纯化的菌株分别与番茄早疫病菌进行平板对峙培养。筛选出抑菌效果较好的

大肠杆菌MG1655菌株ERIC-PCR图谱主带序列组成分析

ERIC PCR已经在细菌分类、鉴定及混合菌群分析中得到广泛应用 ,但对其产物形成规律的认识仍存在分歧。以大肠杆菌MG1 655为对象 ,对其ERIC PCR指纹图谱中 1 1kb主带中的DNA片段进行了克隆、测序、基因组定位以及引物匹配分析。结果表明 ,这条1 1kb主带由分布在基因组中不同位置的 3种序列不同的片段组成 ,各片段的丰度差异较大 ,最高为 97 89% ;3种片段中的 2种所在的基因组区域仅一端含有ERIC序列。推测对含有ERIC序列的基因组DNA进行扩增时 ,ERIC PCR是一种非随机扩增。

ERIC-PCR图谱分析生物栅填料生物膜微生物群落结构

采用以填料生物膜和水生植物为主体，以微生物、浮游植物、水生动物为要素的生物栅集成装置，处理上海市某一富营养化水体，实验采用6m^3／d的中试规模，7个廊道并联运行，连续进出水．测试进出水的理化指标，并采用ERIC—PCR指纹图谱技术对生物栅填料生物膜微生物进行分析．结果显示，生物栅技术对富营养化水体的污染物降解效果显著，稳定运行后，采用设置生物栅的2～7号净化池的COD、总氮、氨氮、总磷的去除率较对照池分别提高了20．7％～48．5％、20．1％～49．7％、39.8％～66．2％和60．0％～73．9％．水生植物有利于水体氮、磷的吸收和去除，设置水生植物的2号、5号、6号净化池对总氮去除率较未设置水生植物的3号、4号和7号净化池分别提高了30．1％、24．9％、17．6％，总磷的去除率也都提高了10％以上．ERIC-PCR指纹图谱分析显示，设置水生植物的3个净化池微生物群落结构相似，且微生物种类较未设置植物的净化池丰富．指纹图谱在第2d、第15d、第30d的微生物多样性指数分别为1．89～2．22、2．17～2．43和2．28～2．68，平均相似系数分别为71．8％、86．9％和91．0％，表明随着系统的运行微生物多样性指数逐渐增大，条带的相似性逐渐增加，系统中微生物种群趋于多样化，结构趋于稳定，污染物降解效率也同步提高．

山东地区屠宰场猪肉污染沙门氏菌菌株毒力基因筛查与ERIC-PCR分型

目的了解生猪屠宰加工过程中沙门氏菌的污染状况、分离菌株的毒力基因携带情况及其溯源性追踪。方法应用液相芯片法对分离沙门氏菌进行血清分型,并对分离菌株进行毒力基因筛查,通过基因间重复序列为引物的聚合酶链式反应(ERIC—PCR)分型技术对代表性沙门氏菌分离株进行基因分型,并用NTSYS-pc2.10软件进行聚类分析。结果 1 480份样品共得到298株沙门氏菌菌株,分离率为20.14%;98.32%的分离菌株携带肠毒素stn基因;96%以上的分离菌株携带毒力岛SPI1、SPI5核心蛋白基因mogA、araB以及菌毛基因;选择实验的沙门氏菌遗传相似性在70%~100%之间,共分为9个基因型。结论山东地区屠宰环节猪肉中分离沙门氏菌携带多种耐药基因和毒力基因,德尔卑、鼠伤寒沙门氏菌占试验菌株的45.97%。

国外STEM教育研究的热题表征与进路预判——基于ERIC(2005-2015)的量化考察

STEM教育是当今最具基础性、综合性、创造性和经济性的教育,是各国教育竞争力、改革力和发展力的劲爆点。国外STEM教育研究已产生了一些具有理论和实践价值的成果。国内对于STEM教育研究仍处于萌芽期,通过探讨国外STEM教育的发展现状和研究热点以及未来的发展趋势,为我国高起点研究和发展STEM教育提供可资借鉴的经验和蓝本。基于ERIC数据库,该文对国外近10年有关STEM Education的相关文献进行量化分析。通过对高频关键词的共现分析、因子分析、聚类分析、多维尺度分析,发现STEM教育研究的热点主题是STEM教育相关理论、STEM教育研究方法运用、STEM教育学校变革、STEM教育课程连贯性、STEM教育代表性不足的群体等。未来的STEM教育研究将聚焦课程整合一体化、学校伙伴化、对象低龄化和评价多面化。

ERIC-PCR方法鉴定单核细胞增生性李斯特氏菌研究

本研究工作共收集食物样品6种62份,从中分离单核细胞增生性李斯特氏菌可疑菌落,用ERICPCR方法进行鉴定,并用国标生化方法验证.结果表明,两种鉴定方法结论完全一致.证明使用ERIC-PCR技术鉴定单核细胞增生性李斯特氏菌是可行的,并且耗时短、操作简单.

淡水养殖动物致病性嗜水气单胞菌ERIC-PCR分型与耐药性

以质控菌株ATCC7966为对照,采用ERIC-PCR方法对49株分别采集于中国浙江、江苏、江西、广东、湖北、上海等主要淡水养殖区的致病性嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)进行了基因分型,并分析了嗜水气单胞菌对12种抗生素的耐药模式,探讨了嗜水气单胞菌的基因型与区域性分布及其耐药性的关联性。实验结果表明,50株受试嗜水气单胞菌菌株可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ这12个基因型,其中Ⅷ型菌株最多,Ⅲ型和Ⅹ型菌株最少。此外,50株受试菌株对氨苄青霉素(AMP)的耐药率高达100%,对头孢氨苄(CX)的耐药率高达98%,94%以上的菌株对氨基糖苷类及喹诺酮类抗生素未产生耐药性。受试菌株对12种抗生素呈现出AMP、CX/AMP、CX/AMP/POL(多黏菌素)、CX/AMP/SMZ(复方新诺明)、CX/AMP/NM(新霉素)、CX/AMP/SMZ/POL、CX/AMP/SMZ/POL/GM(庆大霉素)、CX/AMP/SMZ/LOM(洛美沙星)/ENR(恩诺沙星)、CX/AMP/SMZ/LOM/ENR/OF(氧氟沙星)/LEV(左氟沙星)这9种不同的耐药模式,其中Ⅻ型菌株的耐药谱均为CX/AMP/POL型,Ⅱ型和Ⅺ型菌株的耐药谱多为CX/AMP/SMZ型,Ⅳ型、Ⅵ型和Ⅷ型菌株的耐药谱多为CX/AMP型,Ⅹ型菌株的耐药谱为CX/AMP/NM型。据此推测,嗜水气单胞菌基因型与耐药性可能存在一定的相关性。

生物栅净化系统生物膜微生物群落结构动态的ERIC-PCR指纹图谱分析

用ERIC-PCR指纹图谱技术分析富营养化水体生物栅处理系统中2个工况7个净化池在不同监测时期微生物群落结构动态变化与主要污染物降解效果变化的关系.结果表明,采用生物栅技术的2～7号净化池的CODCr、总氮、氨氮、总磷的去除率较对照池分别提高了13.3%～58.6%、23.6%～65.8%、15.5%～72.9%和16.8%～76.9%,表明生物栅技术在污染物去除方面起到了重要作用.随着系统的运行微生物多样性指数逐渐增大,工况1第1次和第2次生物膜样品的微生物多样性指数分别为1.77～1.91和1.96～2.35.设置凤眼莲的3个净化池填料生物膜微生物种类较未设置植物的净化池丰富.在工况2中,HRT为7.5h的3号、5号和7号反应池填料生物膜ERIC-PCR指纹图条带数比HRT为4h的2号、4号和6号要多,而根系生物膜上的微生物群落结构受HRT的影响小.研究表明,随着系统的运行,系统中微生物种群多样性指数增加,系统逐渐进入良好的稳定状态.

ERIC-PCR在人工混合菌体系中的检出灵敏度

提取大肠杆菌DH5α和阴沟肠杆菌 (E 2 6R)的基因组DNA ,进行ERIC PCR ,可以分别得到稳定而独特的DNA指纹图谱 ;模板量的变动范围从 1 0～ 1 0 0ng都不会影响其图谱的稳定性 ;在图谱中DH5α和E 2 6R各自均有一条含量最大的特征带 ,其不易受实验环境和实验条件的干扰而发生变化。把DH5α和E 2 6R按比例混合 ,提取混合菌基因组DNA ,进行ERIC PCR ,结果表明 :混合菌的DNA指纹图谱为各纯菌图谱的叠加 ,亦具有稳定性 ;通过对凝胶电泳图谱中特征带的分析 ,可以看出 :当DH5α的菌含量达到总菌量的 0 5 %时 ,可被ERIC PCR方法清楚地检测出来。为ERIC PCR用于土壤微生物和环境微生物的研究 。