基于UPLC-Q-Orbitrap HRMS代谢组学和16S rRNA基因测序探讨骨疏丹补肾机制

目的 整合代谢组学和肠道微生物组学的研究策略探讨骨疏丹(Gushudan, GSD)预防氢化可的松诱导的肾阳虚证(kidney-yang deficiency syndrome, KYDS)大鼠的补肾作用机制。方法 分别采用超高效液相色谱-四级杆/静电场轨道阱高分辨质谱(UPLC-Q-Orbitrap HRMS)的非靶向代谢组学和16S rRNA基因测序分析的肠道微生物组学方法,分析正常对照组、肾阳虚证模型组、骨疏丹给药组和阳性对照组大鼠粪便代谢物谱与肠道菌群组成,采用Pearson相关分析探讨内源性差异代谢物与差异菌群之间的相关性。结果 基于UPLC-Q-Orbitrap HRMS的代谢组学方法在正负离子模式下共发现骨疏丹参与调控肾阳虚症的22种差异代谢物,如色氨酸、鹅去氧胆酸、肌酐和油酸酰胺等,主要涉及氨基酸代谢、胆汁酸代谢、能量代谢和脂质代谢。基于16S rRNA测序分析发现骨疏丹在属水平显著上调普雷沃氏菌(Prevotellaceae)的相对丰度(P<0.05),显著下调颤杆菌(Oscillibacter)的相对丰度(P<0.05)。相关性分析结果表明甘胆酸和鹅去氧胆酸与在属水平显著改变的普雷沃氏菌(Prevotellaceae)显著正相关(P<0.05),而与考拉杆菌(Phascolarctobacterium)显著负相关(P<0.05)。二十二碳六烯酸与毛螺菌(Lachnospiraceae)显著负相关(P<0.05)。结论 骨疏丹通过良性调节内源性代谢和肠道菌群结构发挥补肾作用,为中药通过肠-肾轴治疗疾病提供新的思路和方法。

基于16S rRNA基因测序技术分析急性肝内胆汁淤积大鼠的肠道菌群

目的 探讨ANIT诱导的大鼠急性肝内胆汁淤积(acute intrahepatic cholestasis,AIC)与肠道菌群的关系。方法 以SPF级的SD大鼠为实验对象,随机分为正常对照组、模型组,每组24只,依据取材时间不同又将各组随机分为24 h、48 h、72 h 3个亚组,每组8只。模型组通过一次性予2%ANIT按100 mg·kg^(-1)·d^(-1)灌胃造模诱发AIC模型,正常对照组予等容积色拉油灌胃。通过高通量测序法对肠道粪便细菌16S rRNA的V_(3)~V_(4)区进行基因测序及生物信息学分析。结果 AIC造模后,随着时间增加,α多样性指数逐步升高,造模72 h组相比造模24 h组,Shannon指数有显著性差异;β多样性发现,利用基于加权Unifrac距离PcoA分析或NMDS分析均显示:正常对照组、造模24 h组和造模48 h组的肠道菌群显示比较明显的聚集效应;在门水平上,厚壁菌门(Firmicutes)丰度在造模48 h后显著下降,变形菌门(Proteobacteria)的丰度显著上升,拟杆菌门(Bacteroidetes)的丰度显著上升;LEfSe对组间差异显著的物种分析结果显示,LDA值大于4的微生物类群有35个。结论 模型组干预后大鼠肠道菌群结构和多样性均发生显著变化。

16S-rRNA测序技术分析早产儿肠道细菌基因组指导新生儿坏死性小肠结肠炎手术时机选择的研究

目的探讨16S-rRNA测序技术分析早产儿肠道细菌基因组指导新生儿坏死性小肠结肠炎(NEC)手术时机选择。方法前瞻性选择2021年1月至2022年6月百色市人民医院需要手术治疗的NEC患儿30例为观察组,选择同期内科保守治疗的Ⅰ期15例和Ⅱa期15例患者为对照组。采用HiSeq测序平台,借助双端测序模式进行高通量二代测序,比较两组多样性指数、优势均属丰度及不同优势菌比值等;绘制受试者操作特征(ROC)曲线,分析16S-rRNA测序技术的指导价值。结果60例患者60份样本中共获得细菌84个,且两组样品均为副杆状菌属最高,其次为Ruminococcus、Blautia、Aeromonas和Fusobacterium;两组肠道菌群上述菌门丰度存在差异(P<0.05);从粪便标本中共获得有效序列7347481条,人均130857条,测序平均覆盖度为(92.15±5.61)%;观察组手术治疗的NEC患儿中香农-维纳(Shannon)及辛普森多样性(Simpson)指数低于对照组内科保守治疗患儿,差异有统计学意义(P<0.05);ROC曲线结果表明,16S-rRNA测序技术在NEC患儿手术时机选择中的指导AUC为0.846,指导灵敏度为87.51%,特异度为83.16%。结论NEC患儿常伴有肠道细菌基因组改变,且菌群结构的变化与患儿病情严重程度有关,通过16S-rRNA测序技术能指导NEC患儿手术治疗时机。

基于PacBio 16S rRNA基因全长测序调查某校园水体微生物群落结构及多样性研究

水体是校园环境的重要部分,了解水体特征对于校园水体治理和完善校园生态环境研究具有重要意义。采用PacBio 16S rRNA基因全长测序技术,对某校园水体微生物群落的结构及多样性进行分析。结果显示各处校园水体的群落丰度与多样性呈现出差异,源湖、南一楼西湖和东湖的微生物群落丰度和多样性要高于东九湖、醉晚亭西湖和东湖。具体表现为水体的菌门和菌属的组成与丰度有所不同,呈现出复杂的变化情况。Beta多样性分析结果显示空间距离小的水体的微生物组成更为相似。水体微生物群落多样性受到NH_(3)-N、TP、DO等多种环境因子的共同作用。

应用16S rRNA基因测序比较分析不同品系1型糖尿病小鼠肠道菌群的异同

目的比较C57BL/6(B6)和FVB两个品系小鼠建立的1型糖尿病(T1DM)模型肠道菌群组成和多样性的异同,为探索两模型在T1DM相关肠道菌群研究中的进一步应用提供背景数据。方法采用8周龄SPF级雄性B6和FVB小鼠各20只,两组小鼠每天腹腔注射40 mg/kg的链脲佐菌素(STZ)连续5 d,小鼠空腹血糖连续2周≥11.1 mmol/L为T1DM建模成功,建模6周后每组分别收集10份洁净粪便,进行16S rRNA基因V3-V4区测序,分析粪便中肠道菌群的Alpha多样性、Beta多样性、优势菌科及肠道菌群相关的功能通路。结果B6与FVB组T1DM小鼠肠道菌群的Alpha多样性和丰富度没有显著差异(P>0.05),两组小鼠的菌群Beta多样性存在统计学上的差异(P<0.05)。B6组T1DM小鼠肠道的优势菌科为Muribaculaceae、Lactobacillaceae、Lachnospiraceae、Prevotellaceae、Desulfovibrionaceae、Akkermansiaceae;FVB组T1DM小鼠肠道的优势菌科为Lactobacillaceae、Muribaculaceae、Lachnospiraceae、Prevotellaceae、Clostridiales_unclassified、Saccharimonadaceae、Marinifilaceae;两组中共有的优势菌科在比例上差异很大。B6与FVB组的厚壁菌门与拟杆菌门的比值都显著增加。两组T1DM小鼠肠道菌群的功能通路集中在以氨基酸、糖代谢及核苷酸的代谢途径中。结论两组T1DM小鼠肠道菌群Alpha多样性无差异,但肠道菌群的组成及比例差异较大,优势菌群在不同模型中的组成比例发生了改变。

基于16S rRNA基因测序技术分析非酒精性脂肪性肝病大鼠的肠道菌群

目的 基于16S rRNA基因测序技术分析非酒精性脂肪性肝病(non-alcoholic fatty liver disease,NAFLD)大鼠的肠道菌群。方法 以SPF级SD大鼠为实验对象,随机分为普通饮食组(对照组)和高脂饮食组(模型组)。高脂饮食组通过进食高脂饲料8周诱发NAFLD模型。8周后检测大鼠血清丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT)、天门冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、甘油三酯(triglyceride,TG)和总胆固醇(total cholesterol,TC)水平,取肝组织进行HE及油红O染色,采集大鼠新鲜粪便通过高通量测序法对肠道粪便细菌16S rRNA的V3-V4区进行基因测序。利用UPARSE软件进行类单元(operational taxonomic unit,OTU)聚类,采用RDP Classifier算法对OTU代表序列进行比对分析,并在门、纲、目、科、属、种等水平上进行注释其群落的物种信息。基于OTU聚类结果,利用mothur软件和Qimme(V.1.8)进行Alpha多样性分析和Beta多样性分析,并通过LEfSe软件进行组间菌落差异分析。结果 与正常组相比,模型组大鼠AST [(23.63±4.82)U/L vs (10.61±1.17)U/L]、ALT [(9.98±2.27)U/L vs(3.40±0.81)U/L]、LDL-C [(0.69±0.11)mmol/Lvs(0.34±0.10)mmol/L]、TG [(0.90±0.24)mmol/L vs (0.33±0.13)mmol/L]及TC [(5.69±0.72)mmol/L vs(2.10±0.42)mmol/L]水平均显著升高,HDL-C [(0.62±0.14)mmol/L vs (1.07±0.17)mmol/L]水平显著降低,差异均有统计学意义(P均<0.05)。两组共获得2607个OTU,经过抽平处理后获得2547个OTU,其中对照组2367个,模型组2168个,两组共享OTU为1988个。随样本量增加物种累积曲线趋于平缓,表明样本量充分。在Alpha多样性指数中,模型组的香农指数(7.0673±0.4812 vs 6.1695±0.7165)、物种个数[(968.6250±233.0221)个vs (1155.9500±129.0011)个]和PD_Whole_Tree指数(69.3449±14.2872vs82.0219±10.2012)显著低于对照组,差异有统计学意义(P均<0.05),Chao1指数也低于对照组(1418.4503±277.8639 vs 1599.1725±100.1048),但差异无统计学意义(P>0.05)。采用主成分分析、主坐标分析、层次聚类分析、偏最小二乘法判别分析和非度量多维尺度法等Beta多样性分析方法均能将模型组与对照组大鼠完全区分开来,进一步说明二者间的菌群有明显区别。采用RDP Classifier算法对OTU代表序列进行比对分析,结果表明,从门水平分析,NAFLD大鼠厚壁菌门和放线菌门丰度增加,其中放线菌门丰度显著增加,拟杆菌门和变形菌门的丰度降低。从纲水平分析,NAFLD大鼠放线菌纲和丹毒丝菌纲相对丰度显著升高,而杆菌纲相对丰度显著下降。从目水平分析,NAFLD大鼠红椿菌目和丹毒丝菌目相对丰度显著升高,而乳杆菌目和酸微菌目相对丰度显著降低。从科水平分析,NAFLD大鼠毛螺菌科(Lachnospiraceae)、瘤胃菌科(Ruminococcaceae)、消化链球菌科(Peptostreptococcus)、丹毒丝菌科(Erysipelotrichaceae)和双歧杆菌科(Bifidobacteriaceae)等增加,其中双歧杆菌科、肽链球菌科显著增加,乳酸杆菌科(Lactobacillaceae)、普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)和拟杆菌目S24-7组比例下降,其中乳酸杆菌科显著性减少。采用LEfSe对组间差异显著的物种分析,结果表明两组间差异起重要作用的肠道微生物类群共126个,LDA值大于3.6的微生物类群共24个。结论与普通饮食组相比,高脂饮食组干预8周后大鼠肠道菌群结构和多样性均发生显著变化。

基于16S rRNA基因测序的四妙散加减方治疗痛风性关节炎作用机制研究

目的 探讨痛风性关节炎患者采用四妙散加减方治疗前后肠道菌群结构和丰度的差异,阐释该治疗措施与肠道微生物种群的关联性。方法 将2020年5月至2022年5月于浙江省余姚市中医医院就诊的符合纳入标准的痛风性关节炎患者15例采用四妙散加减方治疗,收集治疗前后的粪便组织样本,采用高通量测序的技术对痛风患者肠道菌群中的16S rRNA V3-V4区进行基因测序,将得到的结果进一步进行生物信息学的分析,比较各种菌群的群落结构及多样性。结果 α多样性方面,Kruskal-Wallis方法结果显示,治疗后Shannon指数低于治疗前(P<0.05),治疗前后Observed OTU、Faith’s PD和chao1指数比较,差异无统计学差异意义(P>0.05);β多样性方面,主坐标分析显示,第1主成分的贡献度为12.5%,第2主成分的贡献度为8.5%;Permanova分析显示T=1.764,P=0.005,分组有意义。与治疗前相比,治疗后含有厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门和梭杆菌门的比例减少,而放线菌门的比例增加。结论 痛风性关节炎患者采用四妙散加减方治疗前后的肠道菌群存在一定的差异性。

枫香叶片变色期全长转录组测序及分析

枫香因其树形优美,入秋后叶色红艳或橙黄,极具观赏价值,是优良的景观生态树种。为了解枫香叶片变色及其次级代谢过程的遗传基础,该文以枫香5个叶片变色期叶片混合样品为材料,利用单分子实时测序技术(PacBio平台)对其进行全长转录组测序。结果表明:(1)全长转录组测序共获得41.04 Gb的高质量数据,从中鉴定出全长非嵌合序列563 180条,通过聚类和去冗余,获得27 269条高质量全长转录本。在27 269条全长转录本中预测到2 035条长链非编码RNA(lncRNA),并检测出14 892个简单重复序列(SSR)位点和1 856个转录因子。(2)基因注释结果表明,NR、GO、COG、KEGG等8个数据库共注释了24 857条转录本,KEGG数据库共获得了124个条代谢途径,主要有核糖体、碳代谢、氨基酸生物合成等,在类黄酮和叶绿素代谢途径中分别有49和71个转录本参与。上述结果初步揭示了枫香叶片变色期转录组信息以及功能特性,为后续研究枫香叶片变色分子机制、色素代谢合成途径和调控、相关功能基因克隆以及叶色改良提供基础数据。

利用中华蜜蜂工蜂幼虫肠道转录组纳米孔长读段数据完善东方蜜蜂参考基因组序列和功能注释

【目的】将已获得的中华蜜蜂Apis cerana cerana转录组纳米孔长读段数据比对到东方蜜蜂A.cerana参考基因组,进行注释基因的结构优化,鉴定未注释的新基因和新转录本并进行功能注释以及预测其SSR位点、完整ORF和转录因子(transcription factor,TF)家族及成员的分析验证,完善现有的东方蜜蜂参考基因组序列和功能注释。【方法】基于已获得的高质量的接种蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis的中华蜜蜂工蜂4,5和6日龄幼虫肠道转录组纳米孔测序数据,使用gffcompare软件将已鉴定到的全长转录本比对到东方蜜蜂参考基因组以优化已注释基因的结构;采用gffcompare软件鉴定参考基因组上未注释的新基因和新转录本,再通过比对Nr,KOG,eggNOG,GO和KEGG数据库进行功能注释;使用MISA,TransDecoder v3.0.0和animalTFDB 2.0软件分别预测SSR位点、完整ORF和TF家族及成员。【结果】共对东方蜜蜂参考基因组上已注释的4648个基因结构进行了优化,对1336个基因同时延长了5′UTR和3′UTR,分别延长了1688个基因的5′UTR和1624个基因的3′UTR;共鉴定到2148个新基因,其中分别有818,298,587,359和333个新基因可注释到Nr,KOG,eggNOG,GO和KEGG数据库;共鉴定到35432条新转录本,其中分别有30974,21222,29025,19852和9214条新转录本可注释到上述5个数据库;共发掘出22541个SSR位点,其中单、双、三和六碱基重复的SSR数量分别为12078,7140,2825和43个,混合SSR的数量为2964个,分布频率最高的类型是单碱基重复(153.37个/Mb);共预测到58个TF家族及1611个成员;共预测出28775个完整ORF,其中编码长度分布在100~200个氨基酸的ORF(38.99%)最多。【结论】研究结果优化了东方蜜蜂参考基因组上已注释基因的结构,并补充了参考基因组上未注释的新基因、新转录本、SSR、完整ORF及TF。

rRNA基因间隔区碱基测序对当归进行鉴定的研究

目的 通过 r RNA基因内转录间隔区的碱基序列测定 ,对当归进行分子水平鉴定。方法 常规提取当归种籽 DNA,利用合成的特异性引物对其 r RNA基因内转录间隔区进行套式 PCR扩增 ,将扩增产物进行碱基序列测定。结果 琼脂糖凝胶电泳证实当归种籽中 r RNA基因内转录间隔区 PCR扩增产物存在 ;经测序后得到了当归种籽 r RNA基因内转录间隔区的碱基序列。结论 r RNA基因内转录间隔区的碱基序列测定可做为分子水平鉴定植物性中药材的又一有效途径。

烟曲霉rRNA基因ITS区的克隆测序分析

对烟曲霉rRNA基因内转录间区（ITS区）进行了克隆测序，并将之与其他几种常见曲霉的相应序列进行了比较。发现3株烟曲霉的ITSⅠ区完全相同，而其中1株烟曲霉的ITSⅡ区与一条已知相应序列仅有2个碱基的变异。提示烟曲霉rRNA基因的两个ITS区序列均十分保守，而且与黄曲霉、黑曲霉、土曲霉及构巢曲霉的相应序列相比较，均有一定程度的变异。

DNA测序建立甘肃当归、大黄种子rRNA基因图谱的研究

目的 :对甘肃地道性中药材当归、大黄种子中rRNA基因内转录间隔区进行碱基序列测定 ,以期建立从分子水平对中草药种子进行鉴定的一种新方法。方法 :提取当归、大黄种子中核DNA ,利用特异性引物对其rRNA基因内转录间隔区进行套式PCR扩增 ,并将扩增产物进行碱基序列测定。结果 :经琼脂糖凝胶电泳证实 :以上述方法可获得当归、大黄种子DNA中rRNA基因内转录间隔区PCR扩增产物 ;并经测序后得到了当归、大黄种子rRNA基因内转录间隔区的碱基序列 ,且具有明显的差异和可对比性。结论 :不同植物性中药材种子rRNA基因内转录间隔区碱基序列可做为从分子水平进行鉴定的标记。

小秦艽rRNA基因内转录间隔区测序鉴定的初步研究

目的 :对小秦艽种籽中提取的DNA中rRNA基因内转录间隔区进行碱基序列测定 ,以期从分子水平建立对秦艽种籽的鉴定标准。方法 :常规提取小秦艽种籽DNA ,利用合成的特异性引物对其DNA中rRNA基因内转录间隔区进行套式PCR扩增 ,将扩增产物以四色荧光标记的双脱氧末端终止循环法进行碱基序列测定。结果 :经琼脂糖凝胶电泳证实rRNA基因内转录间隔区PCR扩增产物存在 ,测序后得到了小秦艽种籽rRNA基因内转录间隔区的碱基序列。结论

鸡源志贺菌16SrRNA基因克隆、测序及同源性分析

目的:建立鸡源志贺菌的16SrDNA序列分析方法从而进一步从基因水平鉴定鸡源鲍氏志贺菌。方法:用PCR扩增出鸡源鲍氏志贺菌16SrRNA的部分基因(16SrDNA)并测序,将所获得的序列与GenBank中人志贺菌序列相比较,计算种间相似性,并构建志贺菌的系统发育树,对分离株进行分类与鉴定。结果:首次研究发现鸡源志贺菌的16SrDNA序列与已知的人鲍氏志贺菌同源关系最近,同源性达99·7%,与人福氏志贺菌的同源性为96·0%。结论:16SrDNA序列分析鉴定志贺菌是一种快速、可靠的方法。

两种常见拟青霉的rRNA基因ITS区及5.8SrRNA基因的克隆测序

对粉拟青霉和细脚拟青霉 r RNA基因内转录间区 (ITS)和 5 .8Sr RNA基因进行了克隆和测序 ,并将之与在 Cen Bank中已登录的粉拟青霉和细脚拟青霉的同类序列比较 ,发现 Park etal.登录的粉拟青霉 (登录号 AF2 3 7664)是一个不正确的序列 ,实际是细脚拟青霉的序列。

HLA-DRB1基因全长序列分子克隆及测序方法的建立

目的建立可靠的HLA-DRB1等位基因全长序列的分子克隆和测序方法。方法设计、合成HLA-DRB1基因全长序列PCR引物和探索PCR反应体系,采用长距离PCR技术,对10份经PCR产物直接测序、基因型已知的标本,扩增HLA-DRB1基因5'-UTR区、6个外显子、5个内含子和3'-UTR区,全长约11 kb。PCR产物纯化后作长片段分子克隆,筛选阳性克隆,提取质粒DNA,采用自行设计的测序引物测序。结果 PCR扩增获得了特异性目的片段,克隆测序后获得了全部10种等位基因的全长序列。将HLA-DRB1等位基因全长序列划分为9个亚区,群体遗传学分析发现第2外显子的平均核苷酸变异率(π)8.653%,高于其他外显子,并且非同义突变率(dn)9.029%大于同义突变率(ds)7.846%。第5内含子的平均核苷酸变异率高达13.690%,DRB1*09∶01∶02和DRB1*07∶01∶01∶02这2个等位基因第5内含子的序列与其他等位基因序列差别较大。结论采用HLA-DRB1基因全长序列分子克隆及测序方法获得了HLA-DRB1基因各亚区多态性分布特点等基础资料。

牙龈卟啉菌rRNA基因间隔区的序列测定

目的 通过rRNA基因间隔区碱基序列测定 ,建立对牙龈卟啉菌 (Pg)菌株进行鉴定的技术。 方法 利用种特异性引物对PgrRNA基因间隔区进行套式PCR扩增 ,用 glass -milk纯化PCR扩增产物 ,对纯化的扩增产物进行碱基序列测定。结果 琼脂糖凝胶电泳结果显示 ,PgrRNA基因间隔区PCR扩增产物为0 .88kb ,经放射活性测序反应技术测得PgrRNA基因间隔区的碱基序列。结论 rRNA基因间隔区DNA扩增后进行测序 ,对Pg菌株鉴定是一种精确、重复性好的分子遗传学方法。

应用rRNA基因间隔区碱基测序对中药(大黄)进行鉴定

目的:对大黄种子中提取的DNA中rRNA基因内转录间隔区进行PCR扩增,对于PCR扩增,并对PCR扩增产物进行碱基序列测定,以期从分子水平建立对中草药的鉴定标准。方法:常规提取当归、大黄种子DNA,利用合成的特异性引物对其DNA中rRNA基因内转录间隔区进行套式PCR扩增,将扩增产物以四色荧光标记的双脱氧末端终止循环法进行碱基序列测定。结果:经琼脂糖凝胶电泳证实大黄种子中rRNA基因内转录间隔区PRC基因内转录间隔区的完整碱基序列。RRNA基因内转录间隔区的碱基序列可作为分子水平鉴定植物中药材的又一有效途径。

狍18SrRNA基因的克隆测序

为了研究狍与鹿种其它动物之间的系统关系和进化历史 ,用所查文献引物 ,对鹿科动物狍的 18SrRNA基因序列进行基因克隆、测序 ,序列测定测得的序列长度为 115 4bp ,并与其它鹿科动物的相应序列进行比较。同时将该序列发送到Genebank上 ,其登录号是AY6 2 6 16 1。

rRNA基因内转录间隔区测序分析在中草药鉴定中的应用

目的 :研究rRNA基因内转录间隔区 (internaltranscribdedspacer ,ITS)PCR扩增及碱基测序分析对中草药进行鉴定的方法 ,并探讨该方法的科学性及其应用价值。方法 :应用PCR—碱基测序法对所提取的植物性中药材DNA中的rRNA基因内转录间隔区进行PCR扩增和序列测定 ,以获得不同植物性中药材rRNA基因内转录间隔区扩增产物电泳图谱和碱基序列 ,以此作为中药材的分子鉴定标记。结果 :不同中草药rRNA基因内转录间隔区电泳条带 ,碱基序列组成 ,长度各不相同。结论 :不同植物性中药材rRNA基因内转录间隔区可作为分子生物学水平鉴定中草药的靶基因之一。