基于16S rRNA基因扩增子测序技术研究云南野生小型哺乳动物肠道菌群多样性

以生活在同一生境,但具有不同进化关系和不同食性的野生哺乳类动物(鼠科、猬科和鼩鼱科)为研究对象,通过16S rRNA基因扩增子测序,分析和比较其肠道菌群。共识别出5378个操作分类单位(OTUs),主要隶属Firmicutes(40.55%),Proteobacteria(34.60%)和Bacteroidetes(13.67%)。Firmicutes和Bacteroidetes是鼠科的优势菌门,Proteobacteria是猬科和鼩鼱科的优势菌门。多样性分析表明,鼠科、猬科与鼩鼱科的肠道微生物多样性及群落结构具有显著性差异;LEfSe分析表明,鼠科中存在更多与复杂碳水化合物发酵相关的细菌,猬科和鼩鼱科中含较多氨基酸发酵菌;益生菌(如Lactobacillus和Lactococcus等)共存于这3类野生小型哺乳类动物中,起调控宿主健康的作用。研究结果揭示,宿主食性与进化关系影响着野生小型哺乳动物肠道菌群结构,而肠道菌群可能在多种方面对宿主起益生作用。

植物内生菌16S rRNA基因扩增子高通量测序中降低宿主污染的方法

植物内生菌能够帮助植物生长,增强其抗逆性与抗病性,研究植物内生菌对了解植物入侵机制、保护生态环境与农业的健康发展具有重要意义。通过阅读相关文献,总结归纳了降低植物内生菌16S rRNA基因扩增子高通量测序(16S-seq)中宿主基因污染的4种方法,即:①寻找特异性错配引物用来扩增细菌16S rRNA基因;②添加特异性阻断物用来抑制宿主16S rRNA基因扩增,如PNA-PCR和LNA-RCR钳位技术;③在文库构建过程中剪切宿主细胞器的16S rRNA基因,如Cas-16S-seq方法;④改变PCR扩增流程,如巢式PCR技术。了解上述各种方法的特点,有助于在植物内生菌16S-seq中选择合适的方法,避免或者减少宿主基因的污染,更准确地进行植物内生细菌群落的研究。

不同地理种群中各个体红火蚁肠道细菌多样性分析

昆虫体内普遍存在共生菌,这些共生菌需稳定定殖于昆虫体内才能与昆虫建立稳定的互作关系。为明确红火蚁Solenopsis invicta的共生菌种类与组成,本研究通过16s rRNA扩增子测序,对不同地理种群中红火蚁体内细菌群落进行比较。结果显示红火蚁工蚁与有翅雌蚁肠道细菌组成对环境敏感,不同地理种群间差异较大,幼虫共生菌组成种类相对保守,其中肠球菌Enterococcus为第一优势菌。该研究结果表明红火蚁幼虫肠道细菌组成稳定,而工蚁与有翅蚁无常驻共生菌,未来可从重点关注幼虫体内共生菌功能及其与红火蚁间的相互作用机制。

基于16S rRNA基因扩增子测序分析日本囊对虾肠道菌群结构与功能的特征

【背景】肠道菌群在对虾的生理活动中起关键作用。日本囊对虾是我国海水养殖虾类中的主要品种之一,迄今为止有关其肠道菌群结构与功能的研究还鲜有报道。【目的】利用高通量测序技术探究日本囊对虾肠道菌群的组成结构与功能作用,揭示虾体肠道菌群与外源菌群结构间的相关性。【方法】60 d的养殖周期结束后,分别采集日本囊对虾肠道样品(归为虾肠组,n=3)、养殖水体样品(归为水体组,n=3)和对虾饲料样品(归为饲料组,n=3),提取各样品总DNA进行16SrRNA基因扩增子测序,基于生物信息学方法分析与比较样品间的菌群结构特征,并使用PICRUSt软件预测日本囊对虾肠道菌群功能。【结果】3组样品测序共获得822713条有效序列,抽平处理后可聚类为3416个OTU。虾肠组样品中有28.49%、59.30%的OTU可以依次在水体组、饲料组样品中检测到。门水平上,虾肠组样品中的优势菌门为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和梭杆菌门(Fusobacteria)。水体组、饲料组与虾肠组样品中的优势菌门结构不尽相同,但均由变形菌门和拟杆菌门组成。属水平上,虾肠组样品中的优势菌属包括弧菌属(Vibrio)、另类弧菌属(Aliivibrio)、假交替单胞菌属(Pseudoalteromonas)、假黄棕杆菌属(Pseudofulvibacter)、科尔韦尔氏菌属(Colwellia)、小纺锤状菌属(Fusibacter)、发光杆菌属(Photobacterium)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)以及弓形杆菌属(Arcobacter)。水体组和饲料组中检出的核心菌属结构与虾肠组相比有明显差异,其中海命菌属(Marivita)和假单胞菌属(Pseudomonas)分别为养殖水体及对虾饲料样品中的最优势菌属。PICRUSt预测结果显示,日本囊对虾肠道菌群的基因功能主要与新陈代谢类功能有关,包含氨基酸代谢、碳水化合物代谢与能量代谢等。【结论】日本囊对虾肠道菌群与其他种类对虾肠道菌群的结构间存在共性,其形成在一定程度上受到了外源菌群的干预,并在虾体的日常代谢活动中发挥了一定的作用。

不同生育时期水稻土壤细菌群落特征与生态功能预测

分蘖期和拔节—孕穗期是水稻产量构成要素中穗数和穗粒数形成的2个关键生育时期,氮素影响分蘖成穗和穗粒数的形成,细菌是土壤氮素循环的重要参与者。以高产水稻品种Y两优900和早丰优69为试验材料,通过设置2个氮肥施用比例(基蘖肥和穗粒肥比例分别为7∶3和6∶4),分析了分蘖期和拔节—孕穗期土壤细菌数量、群落特征的差异,及其与水稻产量、土壤氮素的关系。结果表明,水稻的分蘖期和拔节—孕穗期土壤细菌群落结构存在差异;分蘖期和拔节—孕穗期稻田土壤细菌优势菌门是变形菌门、拟杆菌门、绿弯菌门和酸杆菌门等。分蘖期绿弯菌门的相对丰度比拔节—孕穗期高6.16百分点,酸杆菌门的相对丰度比拔节—孕穗期高2.65百分点;拔节—孕穗期的变形菌门相对丰度比分蘖期高0.69百分点,拟杆菌门相对丰度比分蘖期高1.09百分点。相关性分析发现,水稻产量与分蘖期土壤细菌数量呈显著负相关关系,而与拔节—孕穗期土壤细菌数量和全氮含量均呈显著正相关关系;有效穗数与分蘖期土壤细菌数量呈显著正相关关系,穗粒数与分蘖期、拔节—孕穗期的氨氧化潜势均呈显著正相关关系。冗余分析(RDA)结果表明,稻田土壤细菌群落结构受多种因素共同影响,分蘖期土壤的铵态氮和拔节—孕穗期土壤的氨氧化潜势是显著影响稻田土壤细菌群落结构的2个环境因子。FAPROTAX功能预测进一步说明,分蘖期7∶3处理的反硝化功能增强,其中Y两优900土壤细菌的反硝化功能最强。因此,分蘖期土壤细菌数量的增加可提高水稻有效穗数。拔节—孕穗期土壤细菌参与的氨氧化作用可促进水稻穗粒数的增加。高产水稻品种Y两优900和早丰优69在不同施氮比例下,产量、有效穗数和穗粒数的形成与土壤细菌数量、群落组成及其生态功能关系密切。

升金湖不同栖息地豆雁肠道菌群组成与特征分析

采用16Sr RNA测序方法对升金湖杨峨头(SLY)和赤岸(SLC)栖息地越冬豆雁肠道微生物组成与特征进行分析。结果表明,升金湖SLY和SLC两个栖息地豆雁肠道微生物组菌群丰度存在显著差异(P<0.05),SLY以厚壁菌门和变形菌门为优势菌门,SLC以厚壁菌门和蓝细菌门为优势菌门。升金湖SLY栖息地豆雁肠道菌群优势菌属为乳酸杆菌属(39.5%),SLC栖息地豆雁肠道菌群中以Chloroplast属(35.3%)和乳酸杆菌属(19.2%)更为优势。基于Bray_curtis距离矩阵的NMDS分析表明两栖息地菌群呈现出明显分类群。SLC栖息地豆雁肠道菌群网络相关性相比较SLY表现较为紧密和复杂。此外,PICRUSt的功能预测表明,SLY和SLC栖息地豆雁肠道微生物组COG功能注释结果主要为功能预测功能、氨基酸转运和代谢复制功能、重组和修复功能、信号转导机制功能以及能量生产和转换功能等。结果表明,越冬初期升金湖两栖息地豆雁肠道菌群组成存在显著差异,且表现出特有菌群特征,为后续整个越冬期候鸟的研究和保护提供了基础数据和研究方向。

苯系物(BTEX)长期污染对土壤和地下水微生物群落及代谢潜能的影响

苯、甲苯、乙苯和二甲苯统称为苯系物(BTEX),是化工污染场地检出率最高的芳香族有机污染物。为研究BTEX长期污染对土壤和地下水微生物群落结构和代谢潜能的影响,采集了江苏省某搬迁化工厂的浅层土、地下水和深层土样品,利用16S rRNA基因扩增子测序和宏基因组测序技术对BTEX长期污染场地展开分析。结果表明:相比较未受污染的土壤样品,长期BTEX污染显著改变了微生物群落结构和多样性,其中以变形菌门改变最为显著。共现性网络分析表明,污染场地中随着样品取样深度的增加,微生物网络复杂性和群落稳定性降低。BTEX代谢功能基因注释表明,地下水样品中污染物代谢基因丰度和多样性更高,并且在地下水和浅层土中同时存在完整的好氧降解途径,但在地下水中厌氧降解基因的丰度更高。BTEX降解途径中benABC和bcrCBAD基因簇在浅层土中更完整,但通过构建BTEX开环的关键基因bamA的系统发育树表明,地下水中可能存在新的BTEX开环基因。这些结果证明BTEX长期污染的不同生境中存在高度多样的微生物群落与降解途径,为相关污染场地的微生物修复提供了科学依据。

哺乳期补饲开食料对牦牛犊牛生长性能、瘤胃发育和微生物区系的影响

本试验旨在探究在饲喂苜蓿干草的基础上,补饲开食料对代乳牦牛犊牛生长性能、瘤胃发育和微生物区系的影响。选取体况接近的30日龄牦牛犊牛(公)20头,随机分为2组,在饲喂代乳粉的基础上,对照组(RA组)饲喂苜蓿干草,试验组(RAS组)饲喂苜蓿干草和开食料。所有试验犊牛自由饮水,单栏饲养,每天记录干物质采食量。试验预试期14 d,正试验120 d。试验结束后每组随机选择5头进行屠宰,收集瘤胃液并采集瘤胃组织,观测瘤胃发酵参数、瘤胃组织形态和微生物区系的组成。结果表明:1) RAS组犊牛在试验末期体重极显著高于RA组(P<0.01),干物质采食量显著高于RA组(P<0.05)。2)与RA组相比,RAS组犊牛瘤胃液氨态氮浓度极显著提高了33.74%(P <0.01),微生物蛋白(MCP)的含量显著提高了31.30%(P <0.05);RA组犊牛瘤胃液乙酸浓度显著高于RAS组(P<0.05),RAS组戊酸浓度显著高于RA组(P<0.05)。3) RAS组犊牛瘤胃上皮发育颜色加深,其瘤胃乳头长度极显著高于RA组(P<0.01)。4)RA组的操作分类单元(OTU)数目显著高于RAS组(P<0.05);在门水平上,RA组拟杆菌门的相对丰度极显著高于RAS组(P<0.01),RAS组变形菌门相对丰度极显著高于RA组(P<0.01);在属水平上,RAS组甲烷短杆菌属和瘤胃球菌属的相对丰度显著高于RA组(P<0.05),RA组奎因氏菌属的相对丰度极显著高于RAS组(P<0.01)。综上所述,哺乳期补饲开食料显著提高了牦牛犊牛的干物质采食量和体重,改变了瘤胃微生物菌群多样性及丰度,正向调控了瘤胃形态和功能的发育,为青藏高原地区牦牛犊牛健康高质量培育以及科学调控其饲粮营养水平提供了重要依据。

基于“心-肠”轴理论对动脉粥样硬化患者肠道菌群特征的研究

目的本研究旨在基于“心-肠”轴理论研究动脉粥样硬化(AS)患者肠道菌群的表达特点,为中医药从肠道菌群抗AS提供参考依据和新思路。方法顺序选取2020年9月—2021年3月于西苑医院心血管科就诊的颈动脉粥样硬化患者34例作为动脉粥样硬化组(AS组),来院行健康体检的健康者30例作为健康对照组(NOR组)。采集2组人群的一般资料;行颈动脉彩超检查颈动脉内-中膜厚度和最大斑块面积;空腹抽血检测血脂、血糖、肝肾功等血液生化指标;采集粪便行16S rRNA扩增子测序,对比分析2组粪便菌群的丰度以及结构差异,并将丰度差异显著的属水平菌群与宿主颈动脉超声和血液生化指标进行相关性分析。结果对比2组受试者的年龄和性别,差异均无统计学意义,2组之间具有可比性。AS组的总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白、脂蛋白a水平显著高于非AS组(P<0.05)。与NOR组相比,AS组肠道菌群的Simpson指数和Shanno指数提示2组间的α多样性未见显著差异,PCoA分析和NMDS分析均显示2组的肠道菌群β多样性有明显差异(P<0.05)。与NOR组相比,AS组肠道菌群序列门水平拟杆菌门丰度明显降低(P<0.05),厚壁菌门丰度明显升高(P<0.05)。与NOR组相比,AS组肠道菌群序列属水平的布劳蒂亚菌属、小球菌属、梭菌属、梭杆菌属、厌氧菌属、梭形杆菌属、多雷亚菌属丰度明显升高(P<0.05),普雷沃氏菌属、副拟杆菌属、萨特雷亚菌属丰度明显降低(P<0.05);布劳蒂亚菌属丰度与最大斑块面积、低密度脂蛋白水平具有显著正相关性(P<0.05);普雷沃氏菌属丰度与最大斑块面积、低密度脂蛋白水平具显著负相关性(P<0.05)。结论AS患者的肠道菌群多样性与健康人群存在差异,肠道菌群中布劳蒂亚菌属和普雷沃氏菌属增加或可作为AS的特征生物学指标。未来开发针对特定肠内菌种与菌内蛋白为靶点的中药新药,采用多靶点、多功效、取材天然、安全性高的中药复方制剂或可为AS的防治带来新的希望。

原核微生物菌群的空间分异增强秸秆-猪粪混合发酵效率

秸秆与禽畜粪便混合发酵既可增强反应器稳定性又能提高发酵产气效率。然而关于秸秆附着菌群、发酵液菌群的时空动态变化,以及它们与产气效率、环境变量的关系仍然未被全部揭示。采用16S rRNA基因扩增子高通量测序技术,对这一问题进行了研究。结果显示,秸秆猪粪混合发酵能够改善沼气发酵的效率。原核微生物群落在空间上的差异分布可能有助于提升系统的效率。在产气高效的系统中,秸秆吸附菌群如Treponema、ClostridiumⅢ、Alkaliflexus和Fibrobacter是主要的纤维素降解菌,提供底物给产酸菌。丙酸是发酵液中含量最丰富的挥发性脂肪酸(VFAs),Pelotomaculum可能是该系统主要的丙酸氧化菌,它们与Methanoculleus、Methanosarcina和Methanosaeta协同作用通过二氧化碳/氢营养型和乙酸营养型产甲烷途径,将包括丙酸在内的VFAs最终转化成甲烷。参与氨基酸代谢的Aminobacterium和Cloacibacillus广泛分布于发酵液中,表明蛋白质是一种重要的发酵底物,说明VFAs尤其是丙酸和氨基酸的互营代谢可能是秸秆猪粪混合发酵系统的重要过程。这些结果表明,功能菌群的空间分化、稳定的秸秆降解菌群和发酵液菌群的弹性变化有助于维持秸秆猪粪混合发酵系统的稳定性和提高发酵效率。

围绝经期女性超重、胰岛素抵抗与肠道菌群的相关性分析

目的分析围绝经期女性超重与相关血液指标和肠道菌群的相关性。方法选择2017年12月至2019年12月围绝经期患者72例,分为体重正常组(正常组)和体重超重组(超重组),并检测两组志愿者血脂、血糖、空腹胰岛素等血液指标,计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR),收集大便样本,并应用16S rRNA高通量测序分析肠道菌群结构与多样性。结果超重组甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇(LDL)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL)和空腹血糖与正常组比较,差异无统计学意义(P>0.05);超重组空腹胰岛素水平及HOMA-IR高于正常组,而差异有统计学意义(P<0.01)。在门水平中厚壁菌门、拟杆菌门是围绝经期女性肠道微生物群落中最丰富的菌群。超重组围绝经期女性肠道微生物多样性与正常组比较差异无统计学意义(P>0.05),但在纲水平上,超重组变形菌数量高于正常组患者(P<0.01),在科和目水平上脱硫弧菌数量显著高于正常组患者(P<0.01)。结论围绝经期女性体重增加的同时伴随胰岛素抵抗的产生,可能与肠道菌群结构改变有关。

猪粪原料沼气工程系统中的原核微生物群落结构

采集了中国不同地区的13个猪粪原料沼气工程系统的沼液,利用16S rRNA基因扩增子高通量测序技术研究了原核微生物群落组成及多样性。结果表明,Firmicutes是猪粪原料沼气工程系统中的主导微生物,其次为Bacteroidetes、Proteobacteria和Chloroflexi。在相似的温度条件下,铵态氮与磷酸盐的比例是影响猪粪原料沼气工程系统原核微生物群落结构及多样性的主要因素。较高的铵磷比会富集Firmicutes门的菌群,尤其是Clostridium sensu stricto属;而较低的铵磷比则有利于Bacteroidetes和Proteobacteria。不同营养类型产甲烷菌对高浓度铵态氮耐受程度不同(氢营养型产甲烷菌>Methanosarcina>Methanosaeta),影响着产甲烷菌群落组成。产甲烷菌和互营菌的群落组成是影响沼气发酵产气效率的重要生物因素,高比例的氢型产甲烷菌和丙酸互营菌更有利于提高产甲烷效率。

高效降解纤维素产甲烷菌群的富集及其性质研究

以获得1组高效降解纤维素的产甲烷菌群为目的,以蔬菜厌氧消化液、糖蜜厌氧消化液和池塘沉积物底泥为菌株来源,55℃条件下,以滤纸为碳源进行继代培养,检测其甲烷含量,最终获得1组有效分解纤维素的产甲烷菌群。该菌群能够有效分解滤纸,相对分解率可达67.3%,培养7 d甲烷累积产量可达46.5%(体积分数),培养第3天羧甲基纤维素酶(CMC)活性最高值为26.3 U/mL。有机酸中乙酸产量最高,7 d累积量为2.7 g/L。基于16S rRNA基因扩增子高通量测序分析结果表明,细菌的多样性高于古菌。细菌菌群主要由Lutispora、好氧芽胞杆菌属(Aeribacillus)、解硫胺素杆菌属(Aneurinibacillus)、共生小杆菌属(Symbiobacterium)、梭菌属(Clostridium)等组成,其中Lutispora为优势菌群,占细菌总丰度的11.04%。古菌菌群主要包括甲烷嗜热杆菌属(Methanothermobacter)、甲烷丝状菌属(Methanothrix)、甲烷杆菌属(Methanobacterium)、甲烷螺菌(Methanospirillum)等,其中甲烷嗜热杆菌属为优势古菌菌群,占古菌总丰度的99.82%。这组高效降解纤维素的产甲烷菌群可通过多种微生物协同作用实现纤维素的降解和甲烷的产生。

球等鞭金藻三级培养过程中细菌群落多样性分析

球等鞭金藻三级培养过程中生长差异明显,在完全灭菌的一级培养中生长最佳,在未灭菌的三级培养中生长最差。为揭示培养过程中藻际细菌群落多样性与其生长差异的相关性,以球等鞭金藻(Isochrysis galbana)为研究对象,利用Illumina HiSeq平台通过高通量测序的方法对球等鞭金藻三级培养过程中细菌群落多样性进行研究。结果表明,一、二、三级培养组之间的藻际细菌群落组成差异明显。Shannon和Simpson指数分析说明,一级培养组中细菌群落多样性显著低于二级和三级培养组。MetaStat分析发现,一级和三级培养组之间存在两株丰度显著差异的细菌,其中麦氏交替单胞菌(Alteromonas macleodii)在三级培养下丰度显著高于一级,而红球菌(Rhodococcus erythropolis)相反。进一步通过2216E平板涂布法分离并鉴定了麦氏交替单胞菌等17株球等鞭金藻藻际环境细菌;系统进化树构建结果显示,整个进化树分成13个分支,分别对应13个属,包括交替单胞属(Alteromonas)、假交替单胞属(Pseudoalteromonas)、海杆菌属(Marinobacter)等。本研究结果为探索藻菌互作机理奠定了基础,有助于提高水产养殖过程中球等鞭金藻的产量和质量。

番石榴结合态多酚对小鼠肠道菌群结构及多样性的影响研究

为探究番石榴结合态多酚对小鼠肠道菌群的影响,本试验将CD-1小鼠分为空白组、高浓度组(500 mg·kg^(-1))和低浓度组(100 mg·kg^(-1))3组,在灌胃5周后,收集小鼠的无菌粪便,扩增肠道菌群16S rRNA基因高变域V3-V4,通过16S rRNA基因扩增子测序技术检测小鼠肠道菌群的α多样性、β多样性,以及门、属水平的物种组成。结果表明,与空白组相比,低浓度组中菌群的均匀性和丰富度显著提高(P<0.05);基于门水平分析,厚壁菌门、拟杆菌门和疣微菌门3个菌门的相对丰度值较大;在属水平中,高低浓度组均能降低拟杆菌属相对丰度,低浓度组能提高乳杆菌相对丰度,并且高浓度组中艾克曼菌属的相对丰度大幅提高。综上所述,番石榴结合态多酚能提高小鼠肠道菌群的均匀性和丰富度,且对菌群结构具有调节作用,既能提高益生菌的相对丰度,也能降低有害菌的相对丰度。本研究结果可为番石榴结合态多酚的活性研究和实际应用提供理论参考。

呼和浩特市周边地下水CPR和DPANN类群的检测及多样性分析

【背景】候选门级辐射类群(candidate phyla radiation,CPR)和DPANN是与绝大多数已知细菌和古菌具有显著差异的独特类群,因发现较晚,人们对其认识还非常有限。已知二者类群庞大、存在广泛,但在不同生境中的多样性研究还较少,生态功能尚属未知。【目的】分析不同地下水中CPR和DPANN的多样性,探讨不同方法对CPR和DPANN检出及富集的影响。【方法】采用0.1μm滤膜收集菌体和宏基因组测序的方法分析呼和浩特市周边4个不同地下水中CPR和DPANN的多样性。比较宏基因组测序与16S rRNA基因扩增子测序对CPR和DPANN检出的影响,以及不同过滤方式和不同滤膜组合对CPR和DPANN富集的作用。【结果】4个地下水样品CPR类群检出33−64个菌门,相对丰度在0.17%−1.67%之间;DPANN检出1−7个菌门,相对丰度在0.00093%−0.07100%之间。对于CPR和DPANN,16S rRNA基因V3−V4区扩增子测序仅检出了纳古菌门(Nanoarchaeota)。1.2μm与0.1μm滤膜组合具有最好的CPR和DPANN富集效果,在及时更换滤膜的过滤方式下相对丰度分别提高到13.33%和0.58%。【结论】地下水中存在种类丰富但相对丰度较低的CPR和DPANN物种资源,且不同地下水中的CPR和DPANN存在一定的差异。16S rRNA基因V3−V4区扩增子测序会遗漏地下水中CPR和DPANN物种信息。在及时更换滤膜的过滤方式下采用不同孔径滤膜组合过滤会显著提高CPR和DPANN的相对丰度,达到富集效果。本研究为后续CPR和DPANN物种资源、基因资源和天然产物资源的挖掘,以及该类菌株的可培养工作奠定了基础。

鳗弧菌和迟钝爱德华氏菌对短蛸肝脏菌群结构的影响

为探究鳗弧菌和迟钝爱德华氏菌对短蛸肝脏菌群结构的影响,从烟台附近海域采集短蛸样品,取对照组、注射迟钝爱德华氏菌组、注射鳗弧菌组短蛸的肝脏组织,提取DNA后进行16S rRNA基因扩增子测序,基于生物信息学方法分析与比较样品间的菌群结构,并利用PICRUSt软件对菌群的功能进行预测。3组样品测序后共获得217287条有效序列,迟钝爱德华氏菌组与对照组共有的运算分类单元(OTU)为373个,鳗弧菌组与对照组共有的运算分类单元为166个;Alpha指数显示,对照组肝脏的微生物群落多样性最高,鳗弧菌组最低;门水平上,对照组中的优势菌群是变形菌门(46.2%)、拟杆菌门(13.32%)等,迟钝爱德华氏菌组的核心菌门为变形菌门(43.33%)、软壁菌门(31.33%)等,而鳗弧菌组核心菌门软壁菌门比例高达95.95%;属水平上,对照组的核心菌属由支原体属(9.01%)、短波单胞菌属(5.74%)、Gp4(5.16%)等构成,迟钝爱德华氏菌组丰度最高的4个属依次为支原体属(31.28%)、乳球菌属(9.49%)、肠杆菌属(6.07%)和单胞菌属(3.71%),鳗弧菌组丰度最高的为支原体属(95.94%);聚类热图显示,对照组与迟钝爱德华氏菌组聚为一支,鳗弧菌组单独聚为一支,对照组与迟钝爱德华氏菌组菌群分布较类似;PICRUSt预测结果显示,短蛸肝脏菌群主要功能与新陈代谢类功能有关,注射病菌后,代谢类和细胞通路类功能丰度变低。试验结果显示:短蛸肝脏具有稳定的菌群结构,维持短蛸正常的免疫和代谢活动;注射病菌后肝脏菌群的多样性与丰度发生变化,其中鳗弧菌组变化较大,表明鳗弧菌对短蛸肝脏菌群产生了较大影响。试验结果可为短蛸养殖过程中细菌性疾病的准确诊断与防控提供基础资料。

左氧氟沙星滴眼液对睑板腺功能障碍合并白内障手术患者眼表菌群组成的影响

目的 评估使用5%左氧氟沙星滴眼液对睑板腺功能障碍合并白内障手术患者眼表细菌群落组成及多样性的影响。方法 选择2021年4月—2022年10月在南阳医学高等专科学校第一附属医院眼科接受睑板腺功能障碍合并白内障手术的180例患者为研究对象,从手术前3 d开始,每天向待手术眼滴注4次5%左氧氟沙星滴眼液,用药前和用药后,双眼结膜拭子采样,通过16S rRNA基因测序,比较用药前后眼表细菌群落多样性和分类学差异。结果 本研究最终纳入63例(100眼)患者,共获得94份样本,534 664条有效序列及941个OTUs,使用5%左氧氟沙星滴眼液后,眼表微生物OTUs数量较用药前减少;Alpha和Beta多样性分析结果显示,用药后与用药前微生物群落无统计学差异;物种分类组成分析显示,用药前与用药后核心关键微生物具有统计学差异(P<0.05)。结论 睑板腺功能障碍合并白内障手术患者眼表细菌菌群多样性丰富,5%左氧氟沙星滴眼液可改变眼表细菌群落,而不改变眼内的生理微生物组成。白内障手术前使用5%左氧氟沙星滴眼液作为安全和选择性的治疗,可能有利于改善眼表生理防御和控制细菌性眼表污染。

牛诺如病毒感染相关腹泻犊牛粪便菌群的特征分析

[目的]比较哺乳期健康犊牛和感染牛诺如病毒(Bovine norovirus,BNoV)的腹泻犊牛粪便菌群多样性和物种组成,初步揭示BNoV感染的腹泻犊牛粪便菌群特征。[方法]首先应用PCR和RT-PCR法对健康和腹泻犊牛粪便中的腹泻相关病原进行检测,然后采用16S rRNA扩增子测序技术对病原检测阴性的健康犊牛粪便(H组)和仅BNoV检测阳性的腹泻犊牛粪便(BNoV组)的微生物多样性、菌群组成和功能进行比较分析。[结果]与H组相比,BNoV组粪便菌群操作分类单元(OTUs)数量和Chao1指数显著升高(P<0.05),Shannon和Simpson指数极显著降低(P<0.01)。与H组相比,BNoV组粪便变形菌门、埃希-志贺属、丁酸球菌属丰度极显著升高(P<0.01),放线菌门、柯林斯菌属、巨球型菌属、厄氏菌属、双歧杆菌属、粪杆菌属等丰度极显著或显著降低(P<0.01;P<0.05)。双歧杆菌属、柯林斯菌属、巨球型菌属、厄氏菌属、粪杆菌属等在H组显著富集,而丁酸球菌属、埃希-志贺属、脆弱拟杆菌、梭菌属等在BNoV组显著富集。与H组相比,BNoV组粪便菌群胞内过程和信号传导、脂质代谢、新陈代谢、异生物质生物降解与代谢、萜类和聚酮类化合物代谢等显著或极显著上调(P<0.05;P<0.01),而膜转运、复制与修复、翻译、核苷酸代谢、遗传信息处理等显著或极显著下调(P<0.05;P<0.01)。[结论]感染BNoV的腹泻犊牛粪便菌群丰富度、多样性、物种组成和功能与健康犊牛显著不同,提示BNoV感染犊牛处于肠道菌群紊乱状态。

植物内生细菌测定方法的研究进展

伴随全功能体(holobiont)和全基因组(hologenome)概念的出现,植物微生物群落被看作植物全功能体的重要组成部分,其结构和功能逐渐得到研究和解析。内生细菌是植物微生物群落的成员之一,由于其定殖在组织内部而与宿主的接触更为紧密,因而其与植物的相互作用也更加直接、高效且不容易受到环境条件变化的影响。本文介绍了植物内生细菌的基本特点,并重点综述了植物内生细菌测定方法的国内外进展。了解内生细菌的基本特点并掌握其测定方法,将促进对内生细菌与植物互作机制的探索及对全功能体中内生细菌与宿主共生机理的解析,为植物的营养和抗病育种提供内生细菌角度的新策略。