多杀性巴氏杆菌脂多糖刺激羊支气管上皮细胞后的转录组测序与分析

脂多糖(LPS)是多杀性巴氏杆菌(Pm)关键的毒力因子,在其致病机制中发挥重要作用。为了探究不同血清型Pm LPS对宿主细胞的致病机制,本实验将从D型和A型Pm中提取的LPS(D-LPS和A-LPS)分别以1μg/mL刺激羊支气管上皮细胞6 h后裂解各组细胞,采用Illumina HiSeq测序平台进行转录组测序,将测序数据处理后获得转录水平差异基因,利用GO和KEGG数据库对转录差异基因进行GO功能注释与KEGG富集分析,并利用RTqPCR对转录组测序中的转录差异基因进行验证。结果显示:D-LPS组筛选出转录水平上调的基因62个,下调的基因24个,A-LPS组筛选出转录水平上调的基因27个,下调的基因29个,两组相同转录差异基因6个;转录差异基因的GO功能注释结果显示,D-LPS组中共显著富集到243个GO term,包括146个生物学过程(BP)、44个细胞组分(CC)、53个生物学功能(MF),且显著富集的生物学过程有ATP生物合成过程、NADH脱氢酶活性和RAGE受体结合等;A-LPS组中共显著富集到167个GO term,包括109个BP、19个CC、39个MF,且显著富集的生物学过程有IL-11受体结合、GTP酶活性、磷脂酶A2活性和尿嘧啶分解代谢过程等;KEGG富集分析结果显示,D-LPS组中的转录差异基因显著富集到氧化磷酸化、产热以及ECM-受体相互作用途径等通路,A-LPS组中的转录差异基因显著富集到Ras信号通路以及泛酸和辅酶A生物合成等通路。从上述两组中随机选取13个转录差异基因进行RT-qPCR验证,结果与测序结果基本一致。本研究首次分析了两种不同血清型Pm LPS刺激羊支气管上皮细胞后转录组测序数据的变化,结果表明两种Pm LPS均主要影响羊支气管上皮细胞免疫、细胞增殖分化、能量产生及代谢等信号通路,为研究LPS在Pm对宿主致病机制中的作用奠定了基础,同时也为Pm LPS疫苗的研发提供参考依据。

基于联合测序分析技术挖掘红苞凤梨lncRNA信息

为了揭示lncRNA在红苞凤梨嵌合叶片形成和生长发育过程中的调控作用机制,该文以金边红苞凤梨为材料,采用Hiseq2500测序和SMRT三代全长转录组测序联合测序分析技术,分析挖掘红苞凤梨lncRNA信息。结果表明:(1)鉴定得到6018条lncRNA,包含3298个基因间lncRNA,870个反义lncRNA,717个内含子lncRNA和1109个正义lncRNA,数据量较二代测序有了极大的提高。(2)结构分析表明,红苞凤梨lncRNA的总体表达丰度低于mRNA;序列长度在400~1200 nt区间比例高于mRNA,而在>1600 nt区间,lncRNA分布的比例显著小于mRNA;lncRNA中的外显子数量总体少于mRNA,开放阅读框长度总体上也短于mRNA。(3)差异表达分析表明,在全绿、全白叶片发育过程中鉴定到1710个差异表达lncRNA。(4)靶基因预测结果表明,5441个lncRNA通过cis作用方式预测到靶基因,1544个lncRNA通过trans方式预测到靶基因。(5)靶基因的功能注释和富集分析显示,差异表达lncRNA的靶基因主要作为酶蛋白参与调节叶片代谢活动和信号转导等方面,与叶片的颜色形成、光合作用和生长发育密切相关。该文鉴定出的lncRNA信息以及对其结构和功能的分析,为红苞凤梨以及凤梨科其他植物的lncRNA表观遗传调控机理研究提供了数据基础,筛选出的差异表达lncRNA在金边红苞凤梨叶片嵌合性状的形成和生长发育中具有重要的调控作用。

基于高通量测序和培养组学的血小板中细菌检测方法的建立

目的建立1种基于高通量测序培养组学的细菌检测体系,以此来提高血小板中细菌的检出率。方法利用微生物高通量培养组细菌检测体系,配置培养组中的8种液体培养基,即血培养瓶(37℃)、含5 mL羊血的血培养瓶(37℃)、100 mL海生菌肉汤(37℃)、含瘤胃液和羊血各5 mL的血培养瓶(37℃)、100 mL胰蛋白大豆肉汤(37℃)、100 mL5%羊血肉汤(28、37℃)、含5 mL胃液血培养瓶(37℃)和替代传统的1种培养基-血培养瓶(37℃),取血小板标本9份(5 mL/份)做预培养:在恒温有氧条件下的液体培养基中培养60 d,将液体培养基中的培养液9份,在培养24 h后第1次用无菌注射器吸取100μL菌到血琼脂平板上,并用涂布棒涂布均匀;此后每2—3 d重复同样操作1次。血琼脂平板与预培养在温度相同的条件下培养1—2 d,用挑菌环挑取血平板上的单个菌株,用DNA Blood Mini Kit提取DNA后,采用通用引物27F/1429R扩增该细菌的16S rRNA基因片段并采用Sanger测序鉴定菌种,同时将各血小板标本混匀后分别取40 mL以96800 g离心4 h,弃上清;采用DNA Blood Mini Kit提取沉淀总DNA,构建DNA文库后在Illumina Illumina HiSeq 4500上深度测序,所得数据用自有分析软件KrakenPy 1.0分析其中的微生物组并鉴定细菌种类。将宏基因组高通量测序方法得到的结果和培养组的结果相互验证,确认致血小板污染的细菌种类。结果经过细菌培养组培养后分离单个菌落,用Sanger测序鉴定出的细菌有:赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus sp.)、芽孢杆菌(Bacillus sp.)、郭霍氏芽孢杆菌(B.kochii)、蜡样芽孢杆菌(B.cereus)、类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)、黄原胶降解菌(P.lautus)、葡萄球菌(Staphylococcus sp.)、马葡萄球菌(S.equorum)、红球菌(Rhodococcus sp.)。宏基因组测序产出Raw data共72.22 G,显示丰度较高的主要为厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria),其中鉴定出细菌种类最多的厚壁菌门(Firmicutes)细菌种类:苏云金芽孢杆菌(B.thuringiensis)、蜡状芽孢杆菌(B.cereus)、类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)、胶质类芽孢杆菌(P.mucilaginosus);其次为变形菌门(Proteobacteria)的细菌主要包括:赭黄嗜盐囊菌(Haliangiumochraceum)、嗜麦芽寡养单胞菌(S.maltophilia);还有放线菌门(Actinobacteria),主要包括红球菌(Rhodococcus sp.)、红平红球菌(R.erythropolis)、银色棒杆菌(Corynebacteriumargentoratense)。培养组学方法与宏基因组测序2种方法都检测出的细菌:蜡样芽孢杆菌(B.cereus)、类芽胞杆菌(Paenibacillus sp.)、红球菌(Rhodococcus sp.)。结论高通量微生物培养组学方法培养出了高丰度的蜡样芽孢杆菌(B.cereus)、类芽孢杆菌(Paenibacillus sp.)和红球菌(Rhodococcus sp.)等最可能污染血小板标本的细菌,但未培养出变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)等血小板中可能存在的细菌。高通量培养组学方法与宏基因组测序方法相结合为高灵敏地检测血小板中的细菌提供了新的思路。

基于Illumina HiSeq技术分析浆水中细菌多样性及理化性质

基于Illumina HiSeq测序平台,对陕西、甘肃浆水中细菌16S rRNA基因V3～V4区进行测序,解析其细菌群落结构多样性。结果表明,各地浆水细菌菌群结构相似,多样性较高,其中,乳酸杆菌属丰度较高,占主导地位,发酵乳杆菌、乙醇片球菌和Lactobacillus parafarraginis为优势菌,相对丰度占比分别为33.39%、21.13%、3.28%。理化性质显示,浆水液盐度范围为0.09%～0.34%,pH值为3.32～4.00,酸度为0.194～0.872 g/L,亚硝酸盐含量为5.123～10.246 mg/kg,亚硝酸盐含量均低于我国酱腌菜卫生标准。浆水中乳酸含量最高,也含有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸等多种短链脂肪酸,蔗糖、葡萄糖、果糖含量较少。本研究揭示陕西、甘肃不同地区浆水的细菌多样性及其理化性质,为传统发酵食品研究提供一定理论基础。

新生儿人双埃柯病毒的检测及遗传特性分析

目的:了解人双埃柯病毒(human parechovirus,HPeV)在新生儿中的流行情况。方法:采集新生儿血液、粪便及鼻咽分泌物样本各95份,共计285份样本。将其中45份新生儿粪便样本分为5组,利用病毒宏基因组学方法进行文库构建,再经高通量测序检测HPeV。通过Geneious软件拼接获取HPeV全基因组,并对该毒株进行遗传特性解析。依据HPeV衣壳蛋白序列设计巢氏PCR引物,利用巢氏PCR对285份样本进行流行病学调查。结果:5个文库分别检测出248534、277432、398756、475408、130634条病毒序列,将原始数据上传至NCBI序列读长档案(sequence read archive,SRA)数据库;在文库newbornfeces41获得一株HPeV全基因组,经鉴定属于HPeV-1,重组分析显示该毒株由HPeV-1和HPeV-5重组产生,命名为newborn_zjlh;HPeV流行病学调查显示6份粪便样本阳性,血液及鼻咽分泌物样本检测均为阴性。结论:本研究显示HPeV可在新生儿中流行,主要是肠道感染。

凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)亲虾繁殖期水体微生物多样性

为了揭示凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)繁殖期亲虾养殖水体的微生物多样性,我们比较了雌雄虾养殖水体细菌群落结构差异,采用Illumina HiSeq高通量测序方法对凡纳滨对虾亲虾养殖水体细菌的16S rRNA基因的两个高变区(V3-V4)进行测序分析,并进行了α-多样性指数和β-多样性指数分析。结果表明:雌雄虾养殖水体细菌群落的α-多样性指数中Chao1,ACE和Goods-coverage指数无显著差异(P>0.05),而Observed-species,Shannon和Simpson指数有显著性差异(P<0.05)。主坐标分析和聚类热图分析表明雌雄虾养殖水体的细菌群落结构不同,变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为两者共同的优势菌门,但其相对丰度有一定差异,在雄虾养殖池水体中相对丰度分别为76.15%和21.28%;在雌虾养殖池水体中相对丰度分别为66.01%和29.02%。两者的核心微生物群(属水平)明显不同,雄虾养殖水体的核心属主要包括Glaciecola、Octadecabacter、Methylobacterium、Psychroserpens、Olleya;雌虾养殖水体的核心属主要包括Pseudomonas、Polaribacter、Pseudoalteromonas、Vibrio、Arcobacter、Synechococcus、Hyphomonas、Paracoccus、HTCC、Thalassomonas、Thalassobius、Owenweeksia等,其中包括了Vibrio、Pseudomonas和Owenweeksia等病原相关菌类。该实验结果对凡纳滨对虾育苗阶段亲虾的健康管理、病害诊断及防治具有重要意义。

3～6月龄伊犁马肠道微生物群落多样性的研究

本试验旨在研究3~6月龄伊犁马肠道微生物群落的多样性,揭示断奶前马驹肠道菌群演替的规律,从微生物学角度为此阶段马驹生长发育及肠道健康研究提供理论依据。试验选取平均体重为(89.75±8.81)kg、出生日期相同的3月龄伊犁马5匹,进行为期90 d的饲养试验。分别在试验的第0天(即试验开始的前1天)、第30天、第60天、第90天采集马驹粪便样品,从每份样品中提取微生物基因组总DNA,采用Illumina HiSeq测序技术检测样品微生物群落多样性。结果显示:1)对5匹马驹的20份粪样进行测序,共获得有效序列数157 665条,获得平均操作分类单元(OTUs)1 117个。2)马驹粪便中微生物群落α多样性指数(ACE、Chao1、Shannon和Simpson指数)随着马驹月龄的增加呈波动性变化,但各时间点之间均无显著性变化(P>0.05)。3)在门水平上,马驹粪便中10大优势菌分别为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、螺旋体菌门(Spirochaetes)、梭杆菌门(Fusobacteria)、无壁菌门(Tenericutes)、放线菌门(Actinobacteria)、TM7、广古菌门(Euryarchaeota),其中以厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门及疣微菌门的丰度较高;在科水平上,马驹粪便中10大优势菌分别为芽孢杆菌科(Bacillaceae)、莫拉氏菌科(Moraxellaceae)、动球菌科(Planococcaceae)、肉杆菌科(Carnobacteriaceae)、BS11、RFP12、乳杆菌科(Lactobacillaceae)、瘤胃球菌科(Ruminococcaceae)、毛螺旋菌科(Lachnospiraceae)、紫单胞菌科(Porphyromonadaceae);在属水平上,马驹粪便中10大优势菌分别为不动杆菌属(Acinetobacter)、德库菌属(Desemzia)、乳杆菌属(Lactobacillus)、Ureibacillus、Paludibacter、芽孢杆菌属(Bacillus)、埃希式杆菌属(Escherichia)、肉食杆菌属(Carnobacterium)、密螺旋体属(Treponema)、艰难杆菌属(Mogibacterium)。由此得出,采用Illumina HiSeq测序技术能够准确地对3~6月龄伊犁马肠道微生物群落进行分类研究;厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、疣微菌门是3~6月龄伊犁马肠道内的优势菌门。

丛枝菌根真菌对金叶六道木镉吸收及根际真菌群落结构的影响

为明确丛枝菌根(AM)真菌对促进绿化苗木镉(Cd)吸收的影响,通过盆栽试验比较接种不同AM真菌对12种绿化苗木Cd吸收的差异,并进一步分析接种对金叶六道木根际微生物数量和AM真菌群落结构的影响。结果表明,12种绿化苗木,加Cd处理6个月后,其叶片浓度的变化范围为0.25~2.59 mg·kg^(-1)。接种AM真菌处理组的叶片Cd含量均高于不接菌处理组。相比未接种,接种AM2摩西球囊霉(BGCAM00164)后金叶六道木叶片中Cd含量增加147.9%,故选择金叶六道木进行后续研究。接种AM212个月后,金叶六道木的根、枝、叶Cd浓度分别为164.7、22.86和10.57 mg·kg^(-1),为不接菌处理的2.64倍、2.06倍和1.76倍,全株总Cd含量达5078μg·株^(-1),显著高于不接菌对照(1745μg·株-1)。相比不接菌对照,接种AM2后降低了转移系数,将其更多吸收的Cd固定在根内,从而减少对植株的损害。接种AM真菌增加了AM真菌PLFA生物量,但降低了根际土壤微生物细菌和真菌PLFA生物量。所有样本中丰度较高的AM真菌为球囊霉科(Glomus)、类球囊霉科(Paraglomus)和原囊霉科(Archaeospora)。球囊霉科占总AM真菌的55%以上,是金叶六道木根际的主要优势种群。接种AM2后球囊霉丰度显著增加,由对照的61.8%上升至77.4%,但AM真菌的整体多样性和丰富度则表现为下降。接种AM1后类球囊霉科丰度显著增加,由对照的13.1%上升至17.8%,但球囊霉丰度无显著变化。主成分分析结果表明Cd和AM真菌接种可以改变金叶六道木根际AM真菌群落结构。总体而言,接种AM真菌(摩西球囊霉)能提高金叶六道木对土壤重金属Cd污染的修复效率,其联合修复技术可扩展Cd污染土壤植物修复的应用范围。

妊娠后期与泌乳期母猪肠道微生物多样性研究

本试验旨在研究妊娠后期和泌乳期母猪肠道微生物多样性。选取6头健康、背膘厚与分娩日期相近的第2胎次大白母猪,分别于妊娠期第93天(G93)和第100天(G100)以及泌乳期第14天(L14)和第21天(L21)取其直肠粪样,用Illumina HiSeq测序技术分析微生物多样性。结果显示:1)从6头母猪的24份样品中共获得875732条有效序列、1298个操作分类单元(OTU),分别有1181个和429个OTU可以注释到门和属水平。2)在alpha多样性方面,与G93和G100时相比,L14和L21时的OTU数显著下降(P<0.05);L21时的Chao1、Observed species和Shannon指数显著低于G100时(P<0.05);与G93时相比,L21时的Simpson指数显著降低(P<0.05)。3)在beta多样性方面,G93和G100时的微生物组成相似,L14和L21时的微生物组成相似,但妊娠后期与泌乳期肠道微生物组成差异较大。4)4个时间点共有微生物OTU 809个,可分别注释到13个门和69个属。5)在门水平上,4个时间点的优势菌门均为厚壁菌门、拟杆菌门和螺旋菌门,这3个门的菌数占各时间点总菌数的93.20%以上;与G93时相比,L21时广古菌门的相对丰度显著降低(P<0.05)。6)在属水平上,4个时间点的优势菌属均是普雷沃氏菌属、乳酸菌属和密螺旋体属;乳酸菌属的相对丰度在L21时显著高于G93时(P<0.05);梭状芽胞杆菌属ⅩⅣa的相对丰度在L14和L21时显著低于G93时(P<0.05)。由此可见,与妊娠后期相比,泌乳期母猪肠道微生物多样性下降;妊娠后期与泌乳期母猪肠道的优势菌门均为厚壁菌门、拟杆菌门和螺旋菌门,其微生物组成相对稳定。

饲粮中性洗涤纤维/淀粉比值对荷斯坦公牛瘤胃古菌和甲烷排放量的影响

本试验旨在通过Illumina HiSeq测序技术和实时定量PCR研究饲粮中性洗涤纤维(NDF)/淀粉比值对荷斯坦公牛瘤胃古菌和甲烷排放量的影响。选取36头体重[(282±37)kg]相近、健康的荷斯坦奶公牛,随机分为3组,每组12头。各组分别饲喂NDF/淀粉比值为1.13(Ⅰ组)、1.38(Ⅱ组)、1.63(Ⅲ组)的全混合日粮(TMR)。预试期7 d,正试期90 d。结果表明:1)Ⅰ组甲烷排放量较Ⅱ、Ⅲ组极显著降低了33.13%、67.89%(P<0.01)。2)Alpha多样性分析发现,Ⅲ组Chao1指数显著高于Ⅰ组(P<0.05),系统发育树极显著高于Ⅰ组(P<0.01)。3)各组甲烷短杆菌属在瘤胃古菌中占绝对优势,其相对丰度≥97%。Ⅲ组甲烷短杆菌属相对丰度显著高于Ⅰ、Ⅱ组(P<0.05)。4)Beta多样性分析和基于功能基因的主成分分析(PCA)发现,Ⅰ、Ⅱ组样品瘤胃古菌菌群相似度和功能组成比较接近,与Ⅲ组样品有差异。5)由PICRUSt基因预测发现,各组甲烷产生途径存在差异。6)各组之间反刍兽甲烷短杆菌数量存在极显著差异(P<0.01)。综上所述,降低饲粮NDF/淀粉比值能够减少甲烷排放量,降低瘤胃古菌丰富度指数,降低甲烷短杆菌属相对丰度和反刍兽甲烷短杆菌数量,并减少了荷斯坦公牛瘤胃甲烷菌生成甲烷途径。

中草药泰山磐石散加减方对小鼠肠道微生物菌群的影响

为了解中草药泰山磐石散加减方对小鼠肠道微生物菌群的影响,本试验选取45只SPF级昆明小鼠,分为对照A组、试验B组和试验C组。试验B组和C组小鼠分别用0.86 g/mL的中草药泰山磐石散方灌胃0.3和0.4 mL,对照A组灌胃蒸馏水0.4 mL,每天灌胃2次,间隔8 h,连续7 d。第8天采集对照组和试验组小鼠直肠部位粪便样品,从每份样品中提取微生物基因组总DNA,采用Illumina HiSeq测序技术检测样品微生物群落多样性。结果显示,中草药泰山磐石散对小鼠粪便中微生物α多样性指数(Chao1和Shannon)呈波动性变化,试验B和C组与对照A组的Chao1指数差异极显著(P<0.01);通过检测小鼠对照组与试验组粪便中的微生物,在门水平上,有9大优势菌门,其中与对照A组相比,试验组肠道微生物Proteobacteria、Verrucomicrobia丰度显著降低(P<0.05);而Saccharibacteria、Tenericutes丰度显著或极显著增加(P<0.05;P<0.01);在科水平上,有19大优势菌科,其中与对照组相比,试验组肠道微生物Lactobacillaceae、Desulfovibrionaceae、Coriobacteriaceae、Porphyromonadaceae、Family_XIII和Bifidobacteriaceae丰度显著降低(P<0.05);在属水平上,有18大优势菌属,其中与对照A组相比,试验B、C组肠道微生物Lactobacillus、Desulfovibrio和Enterorhabdus丰度显著降低(P<0.05),而试验C组的肠道微生物Alloprevotella、Bacteroides、Lachnospiraceae_UCG-006和Faecalibaculum丰度显著增加(P<0.05)。本试验中草药泰山磐石散加减方能够有选择性的促进小鼠肠道内Bacteroidetes的生长,从而抑制Proteobacteria有害菌的生长,增强糖和脂肪代谢,最终通过改善肠道微生物多样性的结构,使整个肠道微生物多样性达到一个新的平衡。

干旱胁迫下偏关苜蓿保护酶及转录组差异性分析

当前全球极端天气频发,干旱严重制约牧草的产量和品质。偏关苜蓿(Medicago sativa ‘Pianguan’)是山西地方品种,具有抗寒、抗旱性强以及营养价值高等特点。研究采用20%PEG对偏关苜蓿苗期进行干旱胁迫处理0(对照组)、72 h(干旱组),测定叶片SOD、POD、CAT和APX活性,利用高通量Illumina Hiseq测序技术对对照组和干旱组的叶片进行转录组测序。结果表明,偏关苜蓿干旱组的SOD、POD、CAT及APX的活性较对照组均显著上升;结果共得到79 794个Unigene,平均长度1 018 bp,对照组和干旱组差异表达基因中上调和下调表达数量分别是2 715、3 152个。差异表达基因的GO分析表明,对照组和干旱组的基因功能在代谢过程、催化活性、金属伴侣活性、抗氧化活性和酶调节活性差异显著;KEGG富集分析表明,差异表达基因在次生代谢物的生物合成、淀粉和蔗糖代谢以及植物激素信号转导等通路显著富集。研究获得干旱胁迫下偏关苜蓿对照组与干旱组差异表达基因的功能信息,发现bHLH35、ERF25、PCF7、RF2b等转录因子在偏关苜蓿响应干旱胁迫中具有重要作用,这些转录因子与苯丙氨酸酶、类胡萝卜素结合蛋白、光合作用蛋白、淀粉酶以及蔗糖合酶有关的基因可作为偏关苜蓿响应干旱胁迫的候选基因。

发酵饲料对南美白对虾消化酶活性与肠道菌群的影响

产朊假丝酵母、植物乳杆菌和地衣芽孢杆菌与对虾饲料混合均匀,密封发酵24 h制成发酵饲料。投喂南美白对虾,6周后,测定对虾体长和体质量,计算特定生长率;测定对虾胃、肝胰腺和肠道组织的胃蛋白酶、蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性;基于Illumina HiSeq250测序平台,分析南美白对虾的肠道菌群。结果表明:发酵饲料能够提高对虾的特定生长率,但未达显著水平(P>0.05);发酵饲料能够不同程度地提高南美白对虾胃、肝胰腺和肠道中的4种消化酶活性;发酵饲料组对虾肠道中的软壁菌门(Tenericutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、酸杆菌门(Acidobacteria)和放线菌门(Actinobacte-ria)相对丰度明显增多,变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和疣微菌门(Verrucomicro-bia)相对丰度明显减少,芽孢杆菌纲相对丰度增加,植物乳杆菌由0.001%增加到0.01%。发酵饲料能够明显提高南美白对虾肠道菌群的香浓-威纳指数、辛普森指数、chao1指数、ACE指数、测序深度指数及谱系多样性指数。综上,发酵饲料能够提高南美白对虾肠道菌群的多样性指数,提高植物乳杆菌的相对丰度,从而改善南美白对虾的肠道菌群组成。

不同程度重金属污染对稻田土壤真菌群落结构的影响

为了研究土壤真菌群落结构在不同程度重金属污染中的变化,本文用Illumina Hi Seq高通量测序技术分析了苏南地区某金属冶炼厂和加工产业区的重金属污染水稻土的真菌群落结构,发现不同程度重金属污染对水稻季土壤真菌丰度和群落结构均有显著影响。经过真菌主成分分析发现,PC1影响因素对样品处理差异的贡献率是35.96%,PC2影响因素对样品处理差异的贡献率是21.48%;通过真菌冗余度分析发现,重金属Pb和Cu污染对土壤真菌群落结构的影响显著;通过对真菌属水平的相对丰度分析表明,重金属污染会显著降低敏感真菌的丰度,如被孢霉属相对丰度最高降低了87.50%、木霉属最高降低了99.46%、离壳菌属和菇属最高降低了100.00%,同时耐性真菌的相对丰度会提高,如类球囊霉属的相对丰度最高增加了98倍、四枝孢霉属最高增加了56倍、根囊壶菌属最高增加了2.62倍。综上所述,不同程度重金属污染对稻田土壤真菌群落结构有显著影响,且随着污染程度的增加,抗逆真菌相对数量和种类显著增加,敏感真菌的相对数量急剧减少,真菌群落结构随着重金属污染程度增加进一步分化。

不同树龄银杏叶内生真菌的多样性及群落结构分析

以湖南省壶瓶山国家级自然保护区生长的9株(3组)不同树龄银杏为研究对象,应用IlluminaHiSeq高通量测序技术,分析银杏叶片组织内生真菌的多样性及群落结构。结果表明:银杏叶片内生真菌群落的多样性、群落结构与组成均存在显著性差异,且随着树龄的增加,叶片内生真菌群落结构差异增大;子囊菌门(Ascomycota)为绝对优势菌门;曲霉属(Aspergillus)、假丝酵母属(Candida)、球腔菌属(Mycosphaerella)等真菌为银杏叶内生真菌群落优势菌属;通过对银杏叶黄酮含量进行检测,发现不同树龄银杏叶的黄酮含量存在显著差异,且随着树龄的增加,3种黄酮醇苷(槲皮素、山奈酚和异鼠李素)含量均呈递减趋势;进一步分析表明,黄酮类化合物作为重要环境因子,可能通过影响优势菌门子囊菌中优势菌属的定殖与生长对内生真菌群落的形成与变化产生显著影响。

植被恢复的岩溶湿地沉积物细菌群落结构和多样性分析

为研究岩溶地区湿地生态系统的细菌群落在植被恢复过程中的结构和多样性以及环境因子对其产生的影响,以桂林会仙岩溶湿地沉积物中提取的总DNA为模板,采用Illumina Hi Seq 2500高通量测序技术,对细菌16S r DNA V4、V5区进行测序并分析,共得到有效序列711 403条,序列平均长度为372. 34 bp,聚类产生5 952个OTU(Operational Taxonomic Unit).结果表明,研究区沉积物具有较高的细菌多样性,包含70个门,150个纲,195个目,325个科,446个属.其中,变形菌门(Proteobacteria)是优势类群,占比为18. 33%~44. 16%,并以β-变形菌纲(Betaproteobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)及δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)为主要组成部分,这些类群中包含了硫杆菌属(Thiobacillus)和脱硫酸盐橡菌属(Desulfatiglans)等参与硫元素循环的菌群,推测对湿地沉积物中的硫循环有着重要作用;同时,属水平上存在大量(37. 85%~84. 67%)未分类(Unclassified)细菌类群.在会仙岩溶湿地水质及沉积物化学指标中,与细菌群落相关性较大的是ρ(NO^-3-N)、ρ(NO^-2-N)、ρ(TP)和ρ(TN)等水质指标.研究显示,桂林会仙岩溶湿地细菌具有很高的多样性,沉积物中蕴藏了许多潜在新物种;并且,水质指标对沉积物细菌群落结构及多样性的影响较大,说明人为因素对于会仙岩溶湿地微生物群落结构的影响较为显著.

日本弓背蚁颊下囊微生物的组成及多样性

【目的】本研究旨在调查日本弓背蚁Camponotus japonicus颊下囊中微生物(放线菌、细菌、真菌)组成、分布规律及细菌的多样性水平,以揭示其可能在蚂蚁食物利用、群体免疫等方面发挥的潜在功能。【方法】综合采用传统的微生物分离培养和Hi Seq高通量测序方法,对在陕西杨凌采集获得的日本弓背蚁工蚁的颊下囊内含物、消化道、体表的微生物进行了分析比较。【结果】采用传统分离培养方法从日本弓背蚁工蚁颊下囊内含物分离到10株放线菌,其中5株为链霉菌属Streptomyces,其平均分离频率达到73.3%~96.7%;分离到7株细菌,其中4株为芽孢杆菌Bacillus,菌株N-B1和N-B4分离频率均达70%以上;分离到3株真菌,其中菌株P-F1(拟威克酵母菌属Wickerhamiella)为优势类群,分离频率达96.7%。从嗉囊、中肠及体表中分离到的菌株均可在颊下囊中发现,从颊下囊中分离到的菌株种类和菌落数量明显高于体表、嗉囊和中肠。Hi Seq高通量测序结果表明,颊下囊中的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria),嗉囊和中肠的优势菌门为变形菌门和厚壁菌门;颊下囊和嗉囊样品中丰度较高的细菌类群明显高于中肠,中肠细菌组成相对较为简单;颊下囊中的优势属包括嗜果糖乳酸细菌属Fructobacillus、杆菌属Bacterium、假单胞菌属Pseudomonas、不动杆菌属Acinetobacter和鞘氨醇单胞菌属Sphingtomonas;颊下囊中微生物物种丰度和多样性均高于嗉囊和中肠。【结论】日本弓背蚁工蚁颊下囊中普遍存在放线菌、芽孢杆菌和酵母菌及其他优势菌群,且微生物的丰度和多样性水平明显高于嗉囊和中肠,这些微生物在蚂蚁食物利用、营养物质消化以及群体免疫中的潜在功能有待于深入研究。

基于高通量测序分析连栀矾溶液发酵炮制过程中真菌菌群多样性变化

目的探究传统连栀矾溶液发酵炮制过程中真菌菌群多样性和优势菌群,为科学发酵提供理论依据。方法采用Illumina HiSeq高通量测序技术测定不同发酵时间上下层连栀矾溶液中真菌ITS2区序列,应用QIIME、Mothur和R等软件整理和统计样品序列数目和操作分类单元(OTU)数量,分析样品中真菌菌群的组成、丰度、分布、alpha多样性、beta多样性,阐明炮制过程中真菌菌群结构、多样性及丰富度的动态变化。结果 4个不同的发酵时期共获得用于分析的有效序列数为207 068,稀疏曲线表明测序深度充分,OTUs的数量接近于饱和,能充分展示连栀矾溶液的真菌群落结构,其主要由子囊菌门(Ascomycota,74.21%)、担子菌门(Basidiomycota,7.31%)、罗兹菌门(Rozellomycota,2.62%)、接合菌门(Zygomycota,0.66%)和球囊菌门(Glomeromycota,0.01%)组成,优势菌门为子囊菌门。通过分析OTUs数量、chao1指数,ACE指数、Shannon指数,表明连栀矾溶液真菌菌群有较高的丰富度和多样性,并且在炮制过程中上下层总丰富度和多样性随发酵时间的增加逐渐增加,其中上层样品的丰富度、多样性逐渐增加,下层样品的丰富度、多样性先降低后增加,且上层样品的丰富度、多样性明显高于下层样品。结论以高通量测序技术分析连栀矾溶液发酵炮制过程中真菌菌群结构、多样性及丰富度的动态变化可为指导其科学发酵提供参考。

武夷山不同土壤利用类型土壤氨氧化微生物群落的季节动态

【目的】研究不同土地利用方式下土壤氨氧化微生物多样性的季节响应,以期了解武夷山不同土壤利用类型氨氧化微生物群落特征和季节变化。【方法】在福建省武夷山的常绿阔叶林区域,分别采集同一纬度下未被开发利用的原始林地和已被开发利用的茶园土壤,利用Illumina Hiseq高通量测序技术对土壤氨氧化微生物的相对丰度及多样性进行分析,同时测定土壤理化性质,并对二者进行关联性分析。【结果】(1)武夷山常绿阔叶林土壤含有丰富的氨氧化微生物资源,不同土地利用方式下土壤氨氧化微生物在Family水平相似,主要包括氨氧化古菌界的Unclassified Candidatus Nitrososphaera、 Unclassified Crenarchaeota、 Unclassified Thaumarchaeota、 Nitrosopumilus、Others;氨氧化细菌界的Nitrosomonas、Nitrosospira、Unclassified Nitrosomonadaceae、Others,其中茶园拥有独特的Nitrosovibrio(亚硝化叶菌属)存在。(2)武夷山林地和茶园氨氧化微生物相对丰度有显著变化且随季节变化显著。(3)土壤氨氧化微生物群落结构与环境因子的关联性分析表明,不同的环境因子对土壤氨氧化细菌和土壤氨氧化古菌的影响不同,且不同季节的主要影响因子也存在差异,有效钾是影响氨氧化细菌变化的主要环境因子,而铵态氮是影响氨氧化古菌的主要环境因子。【结论】随季节变化武夷山常绿阔叶林土壤氨氧化微生物多样性呈现出规律性变化,不同土地利用方式对氨氧化微生物种类影响不大,但对其种群的相对丰度及季节相对丰度影响较大。

腾格里沙漠东南缘藓结皮微生物组基因多样性及功能

本研究对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区藓结皮土壤样品进行了宏基因组测序,以揭示该地区藓结皮土壤中参与固碳、固氮等生态功能的微生物基因及其代谢通路。结果表明,藓结皮土壤中细菌域微生物最多,其次为古生菌域和真核生物域。在细菌域中,放线菌门(Actinobacteria)数量最多,其次是变形菌门(Proteobacteria)和蓝细菌门(Cyanobacteria)。基于eggNOG和KEGG数据库对构建的非冗余基因集进行功能预测,藓结皮土壤中微生物基因多样性和代谢路径多样性高。藓结皮土壤中与固氮相关的代谢通路丰度低可能是藓结皮固氮量微弱的根本原因,造成利用大气中氮气合成氨的生态功能减弱。而藓结皮已经形成的氮库主要通过硝酸盐还原途径将硝酸盐还原成铵盐,可能用于藓结皮微生物组自身的氨基酸合成,也可能为藓类植物的生长提供有效氮源。