室内饲养对高原鼠兔肠道微生物群落构建过程的影响

群落生态构建过程是近年来微生物群落生态学的研究热点。室内饲养可引起肠道菌群的剧烈变化,这种改变是否会影响群落的构建过程,一直未见报道。本文以高原鼠兔(Ochotona curzoniae)为对象,采用16S rRNA测序技术,探讨室内饲养和野生高原鼠兔肠道微生物群落在结构、功能以及群落构建过程等方面的差异。结果表明,在繁殖季节,室内饲养组的群落多样性指数和均匀度指数均显著低于野外组;群落丰度指数和群落覆盖度指数在非繁殖季节显著高于繁殖季节。拟杆菌门(Bacteroidetes)在室内饲养组显著富集,而厚壁菌门(Firmicute)和浮霉菌门(Planctomycetes)在野外组显著富集;在野外组,Epsilonbacteraeota和软壁菌门(Tenericutes)在繁殖季节显著富集。菌群功能分析显示,室内饲养组与野生组在细胞通讯和心血管疾病通路存在显著差异;野外组繁殖季节与非繁殖季节肠道菌群功能在氨基酸代谢、碳水化合物代谢和脂质代谢等通路存在显著差异。中性模型拟合结果表明,室内饲养明显降低了菌群构建的随机过程。野外组生理状态也会降低菌群构建的随机性。本研究证明室内饲养和宿主生理状...     

不同性别和生长阶段对克氏原螯虾肠道菌群多样性的影响

为研究性别和生长阶段对克氏原螯虾(Procambarus clarkii)肠道菌群的影响, 实验对来自虾塘的雌雄成虾肠道样品及来自实验室养殖的幼虾和成虾的肠道样品进行了16S rRNA高通量测序分析。结果表明, 不同性别间克氏原螯虾肠道菌群的多样性和功能均没有显著性差异(独立样本t检验: P>0.05), 其优势菌群在门水平上均包括厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)等; 属水平上包括拟杆菌属(Bacteroidia)、希瓦氏菌属(Shewanella)、梭菌属(Clostridium)和柠檬酸杆菌属(Citrobacter)等; 但各优势菌群在个体间的丰度差异较大, 且在成虾阶段趋于保守, 属肠道常驻菌群。幼虾肠道菌群的Alpha多样性显著高于成虾(独立样本t检验: P<0.05)。在门水平上, 优势菌群较为一致, 包括变形菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和放线菌门(Actinobacteria)。成虾厚壁菌门与拟杆菌门的比例高于幼虾, 表明成虾分解食物和吸收营养的潜力更强。在属水平上, 成虾和幼虾肠道中均存在大量的黄杆菌属(Flavobacterium)、拟杆菌属和氢噬胞菌属(Hydrogenophaga), 这些菌属可以帮助机体进行多种营养代谢, 成虾肠道中与碳水化合物代谢相关的菌群多于幼虾。PICRUSt功能预测显示, 在克氏原螯虾肠道中, 营养代谢功能相关的菌群相对丰度最高, 而成虾肠道菌群代谢碳水化合物的功能显著高于幼虾。实验表明, 在野外虾塘养殖下的克氏原螯虾的肠道菌群不论是在群落多样性、物种丰度还是菌群功能预测上, 都未体现出性别间的差异, 且肠道菌群的个体差异较大; 但在不同生长阶段间, 克氏原螯虾肠道微生物的群落多样性、丰度及功能都有显著差异, 相比于幼虾, 成虾肠道菌群多样性降低, 多种代谢功能升高。     

峨眉山与黄山藏酋猴肠道菌群组成的比较

峨眉山和黄山都是我国著名的藏酋猴Macaca thibetana生态旅游地,对两地藏酋猴肠道微生物群落结构的比较研究,有助于了解不同生境、不同旅游管理方式对野生灵长类动物的影响。本研究对峨眉山藏酋猴M. t.thibetana肠道微生物16S rRNA基因进行测序,并与黄山藏酋猴M. t. huangshanensis肠道微生物的群落结构进行了比较。结果显示,两地藏酋猴肠道菌群有大量共有的可操作分类单元,而群落组成和多样性方面存在较大差异。峨眉山藏酋猴肠道菌群的优势门类为厚壁菌门Firmicutes(69. 04%±11. 81%)、拟杆菌门Bacteroidetes(21. 59%±10. 05%)和放线菌门Actinobacteria (2. 73%±2. 17%);黄山藏酋猴为厚壁菌门(46. 34%±8. 15%)、拟杆菌门(36. 75%±6. 38%)和变形菌门Proteobacteria(14. 91%±8. 06%)。在属级水平上,峨眉山藏酋猴肠道丰度最高的为颤螺菌属Oscillospira(23. 49%±16. 63%),黄山藏酋猴为普氏菌属Prevotella(36. 35%±9. 15%)。在群落多样性方面,黄山藏酋猴α多样性指数显著低于峨眉山,且两者的菌群结构也产生了显著分化。PICRUSt功能富集分析显示,峨眉山藏酋猴在脂类代谢、外源化学物的降解与代谢等通路显著富集,而黄山藏酋猴在多糖的合成与代谢等通路显著富集。研究还发现峨眉山藏酋猴肠道存在一定丰度的传染性致病菌,这可能与峨眉山的生态旅游有关。     

聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯塑料地膜高效降解菌群筛选及其群落结构演替特征

【背景】以聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)为主要成分的塑料地膜虽然是生物可降解的地膜,但是关于该塑料地膜降解的微生物菌群研究却较少。【目的】拟从不同环境样品中筛选可降解PBAT塑料地膜的微生物菌群。通过对其多次富集的菌群群落结构演替进行分析,明晰可降解PBAT塑料地膜的核心微生物。【方法】利用改良的SM无机盐培养基从不同环境样品中筛选可降解PBAT塑料地膜的微生物菌群;利用失重法测定菌群对PBAT塑料地膜降解的效率;利用16SrRNA基因高通量测序技术对其第5批次(G5)至第9批次(G9)富集的降解菌群的群落结构进行深入探讨;通过Pearson相关性分析方法对菌群不同菌属相对丰度变化和PBAT塑料地膜降解时间进行解析。【结果】从广州金发堆肥厂的堆肥样品中筛选到可完全降解PBAT塑料地膜的菌群,编号为SX。通过连续不断的转接富集,菌群SX对PBAT塑料地膜的降解速率显著提升。16SrRNA基因高通量测序结果显示第5批次(G5)至第9批次(G9)富集的PBAT塑料地膜降解菌群,厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度逐渐下降,而放线菌门(Actinobacteria)的相对丰度逐渐上升。硫磺色节杆菌(Arthrobactersulfureus)、红螺菌科(Rhodospirillaceae)和噬几丁质菌科(Chitinophagaceae)在随着转接富集过程中相对丰度逐渐升高而芽孢杆菌(Bacillussp.)的相对丰度显著降低。通过统计分析发现硫磺色节杆菌(Arthrobacter sulfureus)相对丰度升高与PBAT塑料地膜降解时间缩短显著相关(r=–0.927,P0.05)。【结论】筛选到PBAT塑料地膜高效降解菌群SX。通过连续不断的转接富集,菌群SX对PBAT塑料地膜的降解时间由28 d (第5批次,G5)降低到13 d (第9批次,G9)。通过对菌群群落结构的研究,发现随着菌群降解效率的提高,硫磺色节杆菌的所占相对丰度显著增加,说明其可能在PBAT塑料降解中发挥着关键作用。本研究为PBAT塑料地膜的降解提供了绿色高效环保的新途径和菌株资源,并为PBAT塑料地膜降解的机制研究奠定了基础。     

二甲酸钾对白羽肉鸡生长性能和肠道菌群结构的影响

为评估二甲酸钾对畜禽肠道菌群的影响及其作为一种抗饲料添加剂的应用潜力,采用3日龄健康白羽肉鸡作为饲喂对象,在基础饲粮基础上添加质量浓度为0.1%、0.3%、0.5%、0.7%的二甲酸钾和含量为50 mg/mL的金霉素分别进行比较饲喂管理。记录28 d试验周期内白羽肉鸡的料重比变化,采集28 d时白羽肉鸡盲肠肠道内溶物,利用第三代测序技术对肠道菌群进行16S rDNA全长序列高通量测序。结果显示,饲喂0.3%的二甲酸钾能够显著降低料重比,对白羽肉鸡的生长性能具有明显的促进作用。饲喂0.3%的二甲酸钾对白羽肉鸡的肠道菌群结构造成了一定的影响,有效地提高了肠道菌群的物种多样性。优势菌群中,饲喂0.3%二甲酸钾与空白组相比,在门水平上,拟杆菌门相对丰度显著上升,厚壁菌门、变形菌门和Epsilonbacteraeota的相对丰度下降,产生了更有利于生长发育的微生物群落。同时,在属水平上,拟杆菌属相对丰度显著上升, Barnesiella和螺杆菌属的相对丰度下降,改善了肠道中微生物菌群的微生态健康。研究结果丰富了二甲酸钾和金霉素对白羽肉鸡生长性能和肠道菌群影响的认识,也为更全面了解二甲酸钾应用于替代抗生素对畜禽的影响提供了有价值的微生物学信息。     

光唇鱼仔稚幼鱼肠道菌群与养殖水体细菌群落的相关性

采用16S rRNA高通量测序,系统研究了光唇鱼(Acrossocheilus fasciatus)仔鱼、稚鱼和幼鱼肠道菌群组成及与同时期养殖水体细菌群落的相关性。研究结果表明,光唇鱼仔鱼、稚鱼和幼鱼的肠道菌群中Chao1指数和Shannon指数均没有显著变化(P>0.05);而随着光唇鱼幼体的发育,养殖水体中Chao1指数和Shannon指数呈现显著下降趋势(P<0.05)。光唇鱼仔鱼和稚鱼肠道菌群中的优势菌门由变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)组成,而同时期养殖水体中优势菌门为变形菌门;光唇鱼幼鱼肠道菌群中的优势菌门为梭杆菌门(Fusobacteria)和变形菌门,同时期养殖水体中优势菌门由变形菌门、拟杆菌门和梭杆菌门组成。线性回归分析结果显示,随光唇鱼幼体发育,在光唇鱼肠道菌群中变形菌门、厚壁菌门和梭杆菌门相对丰度的时序变化趋势与其在养殖水体中相同。在属水平上,光唇鱼仔鱼、稚鱼肠道菌群中优势菌属均为醋酸杆菌属(Acetobacter),而幼鱼肠道菌群中优势菌属为鲸杆菌属(Cetobacte...     

茶籽皂苷对高脂血症大鼠肠道菌群的影响研究

本实验旨在研究茶籽皂苷对高脂血症大鼠肠道菌群的影响。60只雄性Wistar大鼠适应性喂养1周后随机分为正常组(10只,C组)和造模组(50只)。C组饲喂基础饲料,造模组饲喂高脂饲料。造模成功后,将造模组大鼠按体重随机分为模型对照组(H组)、阳性对照组(P组)、茶籽皂苷高、中、低剂量组(TSH组、TSM组、TSL组),并进行灌胃。灌胃4周后,用16S rRNA测序技术检测茶籽皂苷对肠道菌群的影响。结果显示:与C组相比,H组大鼠肠道菌群的丰度和多样性显著降低,其群落结构从门到属均发生显著变化。灌胃茶籽皂苷后,肠道菌群的丰度以及从门到属的群落结构也均得到有效调节,有益菌群相对丰度提升,致病菌群得到抑制。结果表明茶籽皂苷对由高脂饲料诱发的高脂血症大鼠的肠道菌群起到正向调节作用。     

利福平对红裸须摇蚊幼虫肠道微生物群落结构及功能的潜在影响北大核心

【目的】摇蚊是水生生态系统中重要的昆虫种类之一,其肠道微生物与个体生长发育、环境适应等过程密切相关,本研究旨在探究抗生素处理对摇蚊幼虫肠道微生物群落结构及功能的潜在影响。【方法】利用16S rRNA基因扩增子测序技术对利福平处理的红裸须摇蚊(Propsilocerus akamusi)幼虫肠道内容物中的菌群进行分析和比较,应用Tax4Fun法对其肠道菌群功能进行预测。【结果】利福平处理能够改变红裸须摇蚊幼虫肠道群落结构和多样性,宿主肠道菌群中拟杆菌门(Bacteroidota)(P<0.05)以及脱铁杆菌门(Deferribacterota)(P<0.001)的相对丰度显著上升,而变形菌门(Proteobacteria)与厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度有所下降。在属水平上,利福平处理使耶尔森菌属(Yersinia)、假单胞菌属(Pseudomonas)、脱硫弧菌属(Desulfovibrio)的相对丰度有所降低,其中脱硫弧菌属(Desulfovibrio)显著降低。与此同时,共线性网络分析表明利福平处理后细菌群落稳定性大幅下降,菌种之间关联性显著减弱。通过京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路注释预测出红裸须摇蚊幼虫肠道菌群基因与基因信息处理、新陈代谢、人类疾病等功能相关,利福平处理可以使肠道菌群基因的抗药性功能显著上升,而内分泌和代谢疾病功能显著下降。【结论】研究结果揭示了抗生素利福平对红裸须摇蚊幼虫肠道细菌群落结构及功能的潜在影响,为进一步探索摇蚊肠道菌群发挥的必要作用奠定理论基础。     

中国林蛙蝌蚪肠道及皮肤微生物多样性分析

肠道及皮肤微生物群落对宿主的健康有着至关重要的影响。本研究使用16S rRNA基因测序技术研究中国林蛙(Rana chensinensis)Gosner38期蝌蚪肠道和皮肤共生微生物群落组成之间的差异。在门水平上,林蛙蝌蚪肠道中的优势门为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes),皮肤中的优势门为拟杆菌门、变形菌门和疣微菌门(Verrucomicrobia)。此外,显著性检验结果显示,肠道中厚壁菌门和放线菌门(Actinobacteria)的丰度显著偏高,皮肤中拟杆菌门的丰度显著偏高。肠道微生物群落多样性高于皮肤,而肠道和皮肤的物种丰富度之间无显著差异。在对KEGG通路的丰度进行比较时,结果显示肠道"环境信息处理"功能的丰度显著高于皮肤,而皮肤中"遗传信息处理"及"新陈代谢"功能显著偏高。本研究提示林蛙蝌蚪肠道及皮肤微生物群落组成之间存在显著差异。     

实验室饲养和野外生存条件下东方田鼠肠道菌群的多样性

目的探讨实验室饲养和野外生存条件下东方田鼠肠道菌群的分布和差异。方法应用高通量测序技术测定实验室饲养和野外捕捉东方田鼠的肠道细菌16S rDNA-V4-V5区序列,统计操作分类单元(OTUs)数量,分析菌群物种丰度、分布及差异性。结果稀疏曲线表明取样数量合理,测序充分。在门水平,实验室饲养和野外生存的肠道菌群分布和占比基本相似,实验组有1个独有的门,即黏胶球形菌门(Lentisphaerae),野生组有3个独有的门,分别是梭杆菌门(Fusobacteria)、奇古菌门(Thaumarchaeota)和未分类的门,丰度差异最大的为软壁菌门(Tenericutes)。在属水平,野外东方田鼠肠道细菌较实验室饲养的丰富,丰度差异最大的为瘤胃球菌属(Ruminococcus)。结论获得了实验室饲养和野外生存条件下东方田鼠肠道菌群结构和差异性,进一步充实了东方田鼠基础生物学数据。     

复合噬菌体裂解酶对白羽肉鸡肠道菌群结构和肝脏抗氧化酶指标的影响

【背景】噬菌体裂解酶具有良好的安全性与抑菌特性,有望替代抗生素作为一种饲料添加剂应用于改善畜禽肠道菌群和预防动物疾病。【目的】以白羽肉鸡为饲喂对象,分别饲喂复合噬菌体裂解酶与抗生素制剂,评估噬菌体裂解酶对畜禽肠道菌群的影响及其作为替抗饲料添加剂的应用潜能。【方法】以3日龄健康白羽肉鸡为饲喂对象,在基础饲粮上添加由噬菌体裂解酶TSPphg和噬菌体裂解酶MMPphg获得的复合噬菌体裂解酶制剂(200 mg/kg)与50μg/g的金霉素制剂,分别进行比较饲喂管理。利用第三代测序技术对28 d时白羽肉鸡肠道菌群进行高通量测序,借助生物信息学分析肠道菌群多样性和优势菌群(丰度前10)相对丰度,揭示各分组组间与组内差异,并对肝脏主要氧化酶活性进一步比较。【结果】饲喂复合噬菌体裂解酶和金霉素制剂对白羽肉鸡肠道菌群有一定影响,均降低了肠道菌群相对丰度与多样性,而且Shannon指数与空白组相比存在显著差异(P0.05)。优势菌群中,复合噬菌体裂解酶组相较于金霉素组和空白组,拟杆菌门的相对丰度发生了显著上升,而厚壁菌门的相对丰度发生了显著下降(P0.05)。同时,在属水平上,粪杆菌属的相对丰度发生了显著上升,而螺杆菌属的相对丰度发生了显著下降(P0.05),这一趋势与多数替代抗生素产品饲喂家禽后肠道菌群变化趋势类似,更有利于家禽肠道的健康。此外,饲喂复合噬菌体裂解酶组相较于金霉素组和空白组,过氧化氢酶(Catalase,CAT)和超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)活性均发生了显著上升(P0.05)。【结论】噬菌体裂解酶能够有效改善畜禽肠道菌群,促进畜禽肠道菌群的微生态健康及提高机体免疫力,将噬菌体裂解酶替代抗生素应用于畜禽养殖具有较好的前景,值得进一步研究。     

癫痫及伴腹泻癫痫患儿肠道菌群失衡的相关性研究CSCD

目的探究癫痫和伴腹泻癫痫婴幼儿的肠道菌群特征。方法选取2019年5月至2020年6月在西北妇女儿童医院儿童神经内科就诊的0到1岁婴儿10例,其中癫痫病例5例,伴腹泻癫痫病例5例。另选取同期在本院儿保科体检的健康婴儿作为正常组。留取所有受试者的粪便标本提取总DNA,对样本16S rRNA基因V3-V4区进行PCR扩增、测序,对扩增子测序结果进行生物信息学分析。结果癫痫患儿肠道菌群多样性显著低于正常婴儿(P<0.05),腹泻对肠道菌群均匀度分布无显著影响(P>0.05)。癫痫、伴腹泻癫痫患儿及正常婴儿肠道菌群组成和群落结构存在明显差异(P<0.05)。优势菌群主要由放线菌门、变形菌门和厚壁菌门等组成。其中癫痫患儿变形菌门相对丰度显著下降(P<0.05);伴腹泻癫痫患儿变形菌门相对丰度显著升高(P<0.01),为最优势菌门,放线菌门相对丰度显著下降(P<0.01)。属水平中,癫痫患儿肠道双歧杆菌属相对丰度显著升高(P<0.05);伴腹泻癫痫患儿大肠埃希志贺菌属相对丰度显著升高(P<0.01),双歧杆菌属相对丰度显著下降(P<0.01)。对婴儿肠道菌群组间显著性差异物种分析显示,乳杆菌属、嗜血杆菌属在健康婴儿肠道中丰度较高;Lachnospiracea_incertae_sedis在癫痫患儿肠道中相对丰度较高;Clostridium_sensu_stricto、克雷伯菌属、肠球菌属在伴腹泻癫痫患儿肠道中相对丰度较高。结论肠道菌群的失调与癫痫症状的发生、发展存在关联,其中双歧杆菌属和Lachnospiracea_incertae_sedis可能与癫痫症状存在相关性,而埃希志贺菌属、Clostridium_sensu_stricto可能与伴腹泻癫痫患儿症状存在相关性。癫痫与菌群失衡的因果关系需要进一步研究。     

人工辅助投食对滇金丝猴肠道微生物群落的影响

【背景】肠道菌群与宿主的消化吸收、免疫抵抗和行为等息息相关,并受宿主的饮食、生活环境等因素影响。【目的】人工辅助投食能增加野生动物的营养摄入,但对其肠道菌群影响的研究较少。【方法】以云南白马雪山国家级自然保护区内的野生和人工辅助投食滇金丝猴群的新鲜粪便为材料,通过高通量测序探究人工辅助投食对猴群肠道菌群的影响。【结果】人工辅助投食的猴群肠道菌群丰富度、均匀度及谱系多样性更高,并且个体间群落组成差异更小。通过多级物种差异判别分析(linear discriminant analysis effect size, LEfSe)分析发现,人工辅助投食对20种不同分类水平的细菌相对丰度有影响,包括提升了厚壁菌门(Firmicutes)等8种类群的相对丰度,降低了变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)等12种类群的相对丰度。通过构建微生物相关网络发现,野生猴群肠道菌群网络结构更加复杂,鲁棒性更高。京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes, KEGG)功能预测结果表明,人工辅助投食降低了猴群肠...     

冬眠对达乌尔黄鼠盲肠菌群的影响

冬眠哺乳动物的肠道微生物会发生季节性变化,同时在冬眠期间动物处于禁食状态,对肠道微生物的多样性和组成也产生影响。本研究通过16S rRNA基因高通量测序分析达乌尔黄鼠育肥阶段 (起始育肥期、快速育肥期、育肥完成期) 和冬眠阶段 (冬眠早期、冬眠晚期、出眠期) 共6个时期盲肠菌群的多样性、组成和功能,并通过冗余分析 (RDA) 探究其生理特征与菌群组成和功能之间的关系,揭示达乌尔黄鼠盲肠菌群的季节性变化。菌群组成的分析显示达乌尔黄鼠盲肠菌群主要由厚壁菌门 (Firmicutes)、拟杆菌门 (Bacteroidetes) 和疣微菌门 (Verrucomicrobia) 组成。与其他时期相比,冬眠早期厚壁菌门的相对丰度减少,拟杆菌门和疣微菌门的相对丰度增加。在Alpha多样性中,起始育肥期、快速育肥期和冬眠早期的Chao1和ACE指数显著低于出眠期,育肥完成期的Simpson指数显著低于快速育肥期 (P < 0.05) 。通过加权和非加权的UniFrac距离矩阵的主坐标分析发现盲肠菌群均显示出了明显的季节性聚类。PICRUSt分析中,丁酸代谢等代谢通路在育肥阶段富集,冬眠阶段集中在氮代谢等相关通路中。RDA分析显示达乌尔黄鼠不同时期的生理特征与其盲肠菌群的组成和功能显著相关。本研究表明,冬眠使达乌尔黄鼠盲肠菌群的多样性和相对丰度发生改变,盲肠菌群组成和功能的变化调节了达乌尔黄鼠的生理代谢,使达乌尔黄鼠适应季节性的环境变化。     

椰心叶甲、椰子织蛾肠道菌群多样性分析

[目的] 椰心叶甲、椰子织蛾同属棕榈科食叶性入侵害虫,两者同时取食棕榈科植物却无明显竞争作用,本文通过分子生物学手段对两者的肠道菌群组成、肠道代谢通路进行比对,以此探讨两者食性之间相关性。[方法] 以16S rRNA菌群分析等预测手段对两者肠道微生物群落、代谢通路等进行差异分析。[结果] 椰心叶甲体内变形菌门群落丰度显著高于椰子织蛾,椰子织蛾体内蓝菌门、放线菌门、酸杆菌门、疣微菌门等菌群丰度显著高于椰心叶甲;椰心叶甲体内膦酸酯和亚膦酸盐代谢、N-聚糖合成等肠道代谢通路显著强于椰子织蛾,而椰子织蛾肠道中酮体的合成和降解、维生素B6代谢、核黄素代谢、黄酮和黄酮醇生物合成等代谢通路显著强于椰心叶甲。[结论] 椰子织蛾体内相对较高的酸杆菌门丰度可能导致了其偏好取食纤维素高的椰子老叶,而椰心叶甲则相反。同时,椰子织蛾肠道内显著较高的维生素B含量在其族群发展过程中起到了主要作用。两者细菌丰度以及代谢通路强度的差异可能影响了两者的食性。     

干旱区高寒湿地逆行演替下土壤微生物群落结构的研究

【目的】探究高寒湿地逆行演替对土壤性质与微生物群落结构的影响。【方法】以新疆巴音布鲁克天鹅湖高寒湿地为研究对象,依托逆行演替典型样带(沼泽-沼泽化草甸-草甸),利用高通量测序技术分析各演替区土壤微生物群落结构。【结果】高寒湿地逆行演替改变了土壤微生物在分类操作单元(operational taxonomic unit,OTU)水平上的物种组成,致使草甸区的微生物ACE、Chao1、Simpson、Shannon多样性指数显著低于沼泽区和沼泽化草甸区(P<0.05);随着演替发生,变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度均减少,放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)的相对丰度增加;主坐标法分析(principal coordinates analysis,PCoA)排序分析显示,土壤微生物群落在各逆行演替都出现不同程度的离散...     

高通量测序分析小头裸裂尻鱼皮肤和肠道的微生物多样性

【目的】解析小头裸裂尻鱼不同部位的微生物群落结构、物种组成、多样性特征以及菌群功能差异。【方法】通过Illumina MiSeq扩增子高通量测序,分析小头裸裂尻鱼皮肤黏膜、肠道黏膜和肠道内容物3个部位微生物菌群组成差异,并通过Tax4Fun预测菌群潜在功能。【结果】皮肤黏膜微生物α多样性最高,其Shannon指数显著高于肠道黏膜(P<0.05)和肠道内容物(P<0.001)。主坐标分析表明,皮肤黏膜微生物显著区别于其他2个部位。在门水平小头裸裂尻鱼3个部位相对丰度前五的微生物类群均为放线菌门(Actinobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和蓝藻门(Cyanobacteria),其中肠道内容物中放线菌门相对丰度(46.53%)显著高于肠道黏膜(29.23%,P<0.05)和皮肤黏膜(25.83%,P<0.01);肠道黏膜中变形菌门的相对丰度(40.33%)显著高于肠道内容物(26.10%,P<0.05)。对各部位相对丰度前10的菌群进行分析发现,小头裸裂尻鱼皮肤黏...     

西方蜜蜂工蜂肠道菌群定殖起始点和定殖稳态点的结构比较分析

【目的】目前,针对昆虫肠道细菌定殖规律的研究还未见报道。探索西方蜜蜂(Apis mellifera)肠道菌群定殖过程两个重要时间节点(起始0日龄和稳态7日龄)间肠道细菌群落(菌群)结构组成的差异,加深对蜜蜂及昆虫肠道菌群定殖规律的认识。【方法】分别采集两个化蛹后工蜂发育阶段的个体各5只,分别解剖并提取其肠道菌群DNA。使用Illumina技术对肠道菌群16S rD NA高变区进行高通量测序。通过生物信息学的分析方法对肠道菌群进行多样性分析,并对两个时间点相对丰度最高的肠道菌群进行统计分析,比较肠道菌群相对丰度和组成的差异。【结果】共获得515156条高质量序列,长度为227904953bp,平均长度为442bp。基于OTUs的分类表明,工蜂肠道细菌分别隶属于34个门82个纲221个目405个科799个属。此外,工蜂肠道菌群定殖起点和终点间的Alpha多样性指数存在显著差异(ACE,P=0.0014;Chao,P=0.0013;Shannon,P=0.0003;Simpson,P=0.0028,Student’s t检验)。此外,相较0日龄工蜂,7日龄工蜂肠道中的乳酸杆菌Lactobacillus、Gilliamella、双歧杆菌Bifidobacterium、Snodgrassella4个属的相对丰度显著增加;相反,不动杆菌Acinetobacter、大肠杆菌志贺氏菌Escherichia-Shigella、鞘脂单胞菌Sphingomonas、类杆菌Bacteroides、涅斯捷连科氏菌Nesterenkonia、栖热菌Thermus6个属的细菌相对丰度显著降低(P0.05)。【结论】出房(0日龄)成年工蜂的肠道菌群多样性显著高于菌群定殖完成(7日龄)工蜂的肠道菌群多样性,且成年工蜂肠道菌群定殖完成前后部分类群的相对丰度显著改变。本研究的结果不仅可增加我们对蜜蜂肠道菌群定殖规律的认识,也能够为研究其他昆虫肠道菌群的定殖规律提供重要的参考信息。     

松墨天牛成虫室内外种群肠道细菌的多样性及功能分析

【目的】为明确松墨天牛Monochamus alternatus成虫中、后肠细菌群落结构,探索肠道细菌的潜在功能。【方法】分别提取室外和室内饲养的松墨天牛成虫各15头(室内和室外各15个中肠、15个后肠)的肠道DNA,利用二代测序技术对松墨天牛成虫肠道细菌的16S rDNA V3–V4区序列进行测序,统计操作分类单元(OTUs)数量,分析物种组成、Alpha多样性和Beta多样性;采用PICRUSt软件预测肠道细菌的功能。【结果】共获得544180条高质量序列,在97%相似度下将其聚类为615个OTUs,总共注释到22个门、48个纲、112个目、172个科、285个属和408个种。室内种群的OTUs数量多于室外种群,室内外种群的OTUs种类存在差异性。同一种群的中、后肠之间差异不明显。变形菌门Proteobacteria为室内外松墨天牛肠道细菌的最优势门;肠杆菌属Enterobacter为室外种群肠道细菌和室内种群后肠细菌的最优势属,沙雷氏菌属Serratia为室内种群中肠的最优势属。Alpha多样性结果表明松墨天牛成虫室内种群肠道菌群的丰度显著高于室外种群;Beta多样性结果显示室外种群肠道菌群均一性和稳定性比室内种群好。室外和室内种群的中肠与后肠之间在菌群丰度和多样性上均无显著差异。功能预测结果表明,室内外松墨天牛成虫肠道菌群中代谢通路的丰度最高,其中以糖类代谢和氨基酸代谢为主,还有降解外源化学物质、萜类和聚酮类化合物及其他次生代谢物质的能力。不同种群、不同肠段之间的功能丰度均无显著差异。【结论】明确了取食不同食料的松墨天牛成虫中、后肠的细菌群落结构及差异,了解了肠道细菌的潜在作用,为进一步探究松墨天牛肠道共生菌的功能提供了理论基础。     

取食不同食物对小菜蛾幼虫肠道细菌多样性的影响

【目的】植食性昆虫肠道细菌的组成与其食物密切相关。本研究旨在探究小菜蛾Plutella xylostella幼虫肠道细菌多样性与其取食食物之间的关系以及它们之间相互适应的过程。【方法】本研究选取小菜蛾人工饲料品系(S)及其转寄主到结球甘蓝Brassica oleracea var. capitata、结球白菜Brassica rapa subsp. pekinensis和花椰菜Brassica olerocea var. botrytis饲养后第1代(分别为G1C, G1CC和G1WC)和第3代(分别为G3C, G3CC和G3WC)的4龄幼虫,提取小菜蛾肠道细菌基因组DNA,利用Illumina MiSeq二代高通量测序技术,分析其肠道细菌多样性和丰度。【结果】α多样性指数分析发现,取食不同食物的小菜蛾4龄幼虫肠道细菌多样性高低顺序为G1WC>G1CC>S>G1C。在菌群组成上,以人工饲料为食的S样品肠道细菌主要由厚壁菌门(Firmicutes)组成,转寄主植物后的G1C, G1CC和G1WC肠道中厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度显著下降,G1C和G1CC小菜蛾肠道中变形菌门(Proteobacteria)相对丰度显著上升成为优势菌群,G1WC肠道中拟杆菌门(Bacteroidetes)成为优势菌群。在寄主植物上连续饲养3代后,与第1代相比,小菜蛾肠道细菌α多样性指数没有显著性改变,但在结球甘蓝和结球白菜上小菜蛾肠道菌群结构却发生了变化,相比G1C,G3C肠道中芽孢杆菌目(Bacillales)的相对丰度显著下降;相比G1CC, G3CC肠道中放线菌门(Proteobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)和硝化螺旋菌门(Nitrospirae)的相对丰度均显著上升。【结论】取食人工饲料和不同寄主植物的小菜蛾幼虫肠道细菌多样性和群落构成存在显著差异,寄主植物对小菜蛾肠道微生物的结构组成具有重要的影响,且小菜蛾肠道微生物对寄主植物可能存在一个长期适应的过程。本研究为进一步探讨影响小菜蛾肠道细菌变化的因素,以及后续研究肠道细菌与寄主植物之间的互作奠定了良好的基础。