首发抑郁症患者肠道菌群多样性与抑郁症状的相关性分析

【背景】脑-肠轴理论提示着肠道菌群和抑郁症之间存在着潜在的联系,但目前的研究争议较多,具体联系尚无定论。【目的】研究首发抑郁症患者肠道菌群多样性与抑郁症状的相关性,分析肠道菌群多样性及脱硫弧菌等菌群与抑郁症之间的潜在关系,为后续的纵向研究提供一定的理论支持。【方法】对抑郁组(n=23)和对照组(n=31)粪便中16S rRNA基因V4-V5区域片段进行测序,使用汉密尔顿抑郁量表对两组研究对象进行评估。使用α多样性检验、β多样性检验、t检验、皮尔逊相关性检验及斯皮尔曼相关性检验进行统计分析。【结果】抑郁组与对照组的肠道菌群多样性无明显差异(P>0.05)。两组肠道菌群在结构组成上有差异,属水平和种水平上,分别有28个菌属和40个菌种的相对丰度呈显著性差异(P<0.05)。抑郁组肠道菌群多样性(Shannon、Chao1指数)与抑郁症状间存在显著的正相关(P<0.05)。属水平和种水平上菌群相对丰度和抑郁症状的相关性检验中,脱硫弧菌等与抑郁症状存在显著相关性(P<0.05)。【结论】首发抑郁症患者与健康人群肠道菌群在菌群结构组成上存在差异。抑郁组肠道菌群多样性与抑郁...     

孕晚期肠道菌群与孕妇血糖血脂的临床相关性

【背景】孕期体重增长不当与孕妇血糖血脂水平紊乱密切相关,而血糖血脂水平与母胎代谢性疾病的发生密切相关。肠道菌群协调肠道细胞吸收营养物质,可能与母婴糖脂代谢疾病的发生具有密切关系。【目的】观察孕期增重不同的孕妇肠道菌群生物多样性、丰富度与功能间差异,探讨孕晚期肠道菌群与孕妇血糖血脂的相关性。【方法】收集34例孕晚期孕妇粪便样本,利用MiSeq高通量测序技术对样本中16S rRNA基因的V3-V4区序列进行测序,分析孕期增重对孕妇肠道菌群多样性与丰度差异的影响,利用京都基因及基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路分析研究不同孕期增重水平肠道菌群代谢通路变化,通过相关分析预测对孕期增重、孕妇孕晚期体质指数(Body Mass Index,BMI)、血糖血脂有影响的肠道微生物。【结果】孕妇肠道菌群多样性和群落结构变化不大,但差异菌属丰度占比有变化;相关分析发现Ruminococcaceae_UCG-014sp.与孕晚期BMI和孕期增重呈负相关,Lachnospiraspp.与孕妇孕晚期血糖呈负相关,Alistipesspp.和Ruminococcus_torques_group spp.与孕晚期甘油三酯呈负相关,Parabacteroides spp.与孕晚期HDL和新生儿体重呈正相关,而Mucispirillum spp.与HDL呈负相关;KEGG分析显示,孕期增重正常孕妇肠道菌群在碳水化合物、脂质和氨基酸代谢等31条代谢通路上较孕期增重不足和增重过度明显升高。【结论】肠道微生物可能通过调节营养物质代谢和吸收影响血糖血脂水平,进而影响孕期增重。     

鄱阳湖越冬白鹤肠道微生物群落结构及功能预测分析

【目的】分析鄱阳湖越冬白鹤在人工生境中肠道微生物群落组成和代谢功能特征。【方法】利用16S rRNA基因高通量测序技术比较藕田和稻田2种不同人工生境鄱阳湖越冬白鹤肠道微生物群落组成和重建未观察到的状态(phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states, PICRUSt)进行功能预测。【结果】稻田白鹤肠道微生物α多样性(Ace、Chao1、Shannon和Simpson指数)高于藕田白鹤,但未达到显著水平(P>0.05)。基于Binary-Jaccard距离矩阵的β多样性分析发现2种人工生境的白鹤肠道微生物群落结构差异显著(R²=0.312, P<0.05)。不同人工生境鄱阳湖越冬白鹤肠道微生物组成存在差异,藕田白鹤肠道微生物的优势菌属是土孢杆菌属、罗布西亚属和苏黎世杆菌属;稻田白鹤肠道微生物的优势菌属是乳酸杆菌属、里氏杆菌属和球菌属。线性判别分析[line discriminant analysis (LDA) effect size, LEfSe]分析发现乳杆菌科、乳酸杆菌属、苏黎世杆菌属等具有较强发酵代谢碳水化合物能力的微生物在2种人工生境下差异显著。PICRUSt功能预测表明鄱阳湖越冬白鹤肠道微生物与新陈代谢、基因信息处理、环境信息处理和人类疾病等功能相关,在level 1水平上,有5类代谢通路具有显著性差异(P<0.001)。【结论】两种人工生境中鄱阳湖越冬白鹤肠道微生物组成和群落特征差异较大,可能是由于同域觅食鸟类的种类、数量以及食物来源的不同。同时,PICRUSt功能预测揭示了不同人工生境中鄱阳湖越冬白鹤肠道微生物功能基因丰度的显著差异,表明白鹤可以通过调整自身肠道微生物组成来适应不同人工生境食物资源的变化带来的挑战。本研究对不同人工生境下白鹤肠道微生物的组成和功能潜力的研究结果可以为鄱阳湖越冬白鹤肠道微生物的研究提供一定依据,对于白鹤的保护和制定管理策略具有一定的参考价值和现实意义。     

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。     

白族成年人肠道菌群多样性研究

【目的】通过研究云南白族成年人肠道菌群群落结构,探索肠道菌群结构与云南白族人健康长寿的相互关系。【方法】以43份采自云南省昆明市(Urban)和大理白族自治州洱源县农村(Rural)成年白族志愿者的粪便样品为研究对象,通过种属特异性聚合酶链式反应(定性PCR)和基于聚合酶链式反应的变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)对其中的优势菌群进行了分析,并测定样品中短链脂肪酸(SCFAs)含量。【结果】短链脂肪酸(SCFAs)含量测定结果显示,Rural和Urban志愿者的短链脂肪酸含量差异不显著;定性PCR结果显示Rural志愿者肠道内的乳杆菌属和双歧杆菌属的多样性明显区别于Urban志愿者;依据泳道轨迹光密度的不同对16S rRNA基因V3区PCR-DGGE图谱进行基于非加权平均距离聚类分析(Unweighted pair-group method with arithmetic means,UPGMA),显示两组样品按照组别明显地聚为两簇,多样性指数分析也呈现Rural志愿者肠道菌群多样性大于Urban的趋势;进一步对Rural谱带回收克隆测序,并构建系统发育树图,结果显示样品中双歧杆菌属、肠杆菌属和肠球菌属具有较高的多样性,是Rural健康成年志愿者肠道中的优势菌群。【结论】综合上述分析,昆明城市志愿者和大理白族自治州洱源县农村志愿者肠道菌群群落结构呈现区分趋势,多样性差异不显著。该研究为后续探索宿主肠道菌群与健康长寿的相互关系提供了数据基础。     

黎族人肠道微生物群落结构特征及其与饮食关联性

【目的】对采集自海南省白沙地区的黎族健康志愿者肠道菌群进行研究,旨在揭示黎族人肠道微生物群落结构特征及其与饮食的相关性。【方法】以海南省白沙黎族自治县征集的22名志愿者晨便为研究对象,应用基于16S r RNA基因V3–V4可变区的高通量测序技术测定其肠道菌群组成,并与其他民族肠道菌群进行比较分析,详细记录黎族22名志愿者的营养物质摄入情况,探索其肠道微生物群落结构特征及其与饮食的相关性。【结果】在门水平上,拟杆菌门(Bacteroidetes,58.96%)和硬壁菌门(Firmicutes,37.77%)在黎族志愿者肠道内含量最高;在属的水平上,普氏菌属(Prevotella,49.38%)在黎族健康志愿者肠道内含量最高。基于微生物群落α和β多样性的分析结果表明,黎族人肠道菌群与中国其他民族人群肠道菌群呈现出显著差异且α多样性显著低于其他民族,特征性差异菌属为:链型杆菌属(Catenibacterium)、普氏菌属(Prevotella)、巨型球菌属(Megasphaera)、巨单胞菌属(Megamonas)、考拉杆菌属(Phascolarctobacterium)和布劳特氏菌属(Blautia)。基于肠道核心微生物与营养物质相关性的研究显示,普氏粪杆菌(Faecalibacterium prausnitzii)与膳食纤维、Cu、Mg和Mn的摄入量呈现显著正相关,与脂肪和VB2的摄入量呈现显著负相关,而罗氏乳杆菌(Lactobacillus rogosae)与膳食纤维、Zn和Fe的摄入量呈显著正相关,与烟酸摄入量呈显著负相关。【结论】揭示了肠道微生物在不同地域和民族之间的差异,研究结果提供了一种通过膳食来优化菌群结构、调控宿主肠道微生态平衡的新思路。     

不同身体质量指数人群肠道菌群结构及共存网络解析

[背景] 人体能量稳态失衡表现为体重过轻、超重和肥胖,肠道菌群与人体能量稳态的维持有关,但不同身体质量指数（Body Mass Index,BMI）人群的肠道菌群特征仍需进一步探究。[目的] 基于美国肠道计划公开数据库,解析4类BMI人群肠道菌群的特征,并探究4类BMI人群肠道菌群共存网络特征及差异,为基于肠道菌群来干预肥胖及体重过轻等不健康状态提供新的理论依据。[方法] 从美国肠道计划数据集中筛选具有BMI信息的肠道菌群样本,并根据世界卫生组织规定的BMI划分标准将筛选后的样本分为4类：体重过轻（BMI<18.5 kg/m²）,正常体重（18.5 kg/m²2）,超重（25 kg/m²2）,肥胖（BMI>30 kg/m²）;通过计算和比较肠道菌群的α多样性和β多样性探究4类BMI人群肠道菌群的整体结构特征及差异;通过多元线性回归模型对不同BMI分类与肠道菌群进行相关性分析,并且将地域、年龄、性别因素作为混杂因素加入到模型中进行校正;采用SparCC分别计算4类BMI人群肠道菌群中菌属相关性,并分别构建肠道菌群共存网络。[结果] 经过Wilcoxon秩和检验,发现体重过轻、超重、肥胖人群的肠道菌群α多样性都显著低于正常体重人群;β多样性分析结果表明4类BMI人群肠道菌群的整体结构存在显著差异;4类BMI人群肠道中厚壁菌门（Firmicutes）和拟杆菌门（Bacteroidetes）的相对含量无显著差异;通过MaAsLin分析,并且将地域、年龄、性别因素作为混杂因素加入到模型中进行校正,共得到49个与BMI类型显著相关的物种;4类BMI人群肠道菌群共存网络的拓扑结构具有一定差异,体重过轻和正常体重人群肠道菌群共存网络的复杂度较高,超重和肥胖人群肠道菌群共存网络的复杂度较低。[结论] 4类BMI人群肠道菌群的多样性、整体结构和共存网络间均存在差异。     

IgA肾病与膜性肾病患者肠道微生物菌群结构分析

【背景】越来越多的证据表明肠道失衡与免疫介导的疾病相关,但肠道菌群和免疫介导的肾脏疾病之间的关系仍不清楚。【目的】通过Illumina高通量测序方法对IgA肾病(immunoglobulin A nephropathy, IgAN)、膜性肾病(membranous nephropathy, MN)患者和健康人群的肠道菌群进行比较。【方法】回顾性选择2020年9月–2021年12月期间,在甘肃省人民医院肾内科行肾穿刺活检并诊断为IgAN及MN患者的新鲜粪便标本,分别编号为IgAN组和MN组,收集体检中心健康人群粪便标本作为健康对照组,每组样本为10例。采用高通量测序技术对粪便样本中所有细菌的16S rRNA基因V3-V4区进行DNA测序,然后进行分类操作单元(operational taxonomic units, OTU)、物种分类、α多样性、β多样性等分析,比较3组之间的肠道菌群差异。【结果】与健康对照组相比,门水平上IgAN组的变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)比例明显增高,分别为18%vs. 4%和18.3%vs. 5%;属水平上I...     

赫哲族和汉族健康人群肠道细菌群落分析

目的对汉族和赫哲族健康人群肠道菌群进行研究,探讨遗传背景和饮食习惯对肠道菌群多样性以及组成的影响。方法以佳木斯市区20例健康汉族人群、佳木斯街津口赫哲族聚居地的20例健康赫哲族志愿者及20例健康汉族人群粪便样本为研究对象,应用基于16S rDNA V3-V4可变区的高通量测序技术测定肠道菌群多样性以及核心菌群的组成。结果获得测序序列3 080 422条,归类于2 029个OTUs。街津口地区的赫哲族人群肠道菌群多样性最丰富,而佳木斯地区的汉族人群肠道菌群多样性最低;基于bray_curtis_permanova Beta多样性分析发现,样本在组间微生物组成结构上差异具有统计学意义(F=1.481 3、2.033 5、1.622 2,P=0.045 0、0.009 0、0.025 5);属水平上,佳木斯地区的汉族人群的优势菌属为萨特菌属(Sutterella),街津口赫哲族聚居地的汉族人群的优势菌属为瘤胃球菌属(Ruminococcus),而赫哲族的优势菌属为芽殖菌属(Gemmiger)。结论赫哲族和汉族健康人群肠道菌群在多样性和菌群结构组成上存在显著差异,这种差异与遗传背景和饮食习惯有着密切联系。     

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822 713条有效序列,抽平处理后可聚类为3 416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。     

肠道微生物菌群共存网络的构建与分析

【目的】将网络分析应用到肠道微生物的分析之中,探究肠道微生物共存网络拓扑结构等相关网络系数的分析,从而展现肠道微生物共存网络的特性。【方法】将之前研究中的肠道微生物数据根据雌马酚代谢能力划分成雌马酚产生者和非产生者两组,计算两组微生物相对丰度,得出菌种之间的相关系数,构建肠道微生物的共存网络,分析两组间共存网络参数的差异;运用随机网络检验现实网络拓扑结构的特异性,分析两组网络中菌种间的差异。【结果】共存网络中两组节点数分别为45个和47个,即分别有45个和47个不同菌种。比较两组网络结构的差异,发现雌马酚产生者组中的共存网络菌群具有更复杂的连接,且两组之间的其他网络参数存在一定的差异。通过将现实网络与随机网络对比可知,现实网络的拓扑结构具有一定的特异性。将具有代谢雌马酚相关物质能力的菌种在两组网络中标出,发现它们在雌马酚产生者组共存网络中更趋向与来自不同门的菌种产生相互联系。【结论】将网络分析应用于肠道微生物分析之中,可以发掘菌种之间的相互作用和网络拓扑结构的复杂性与差异性,展现肠道菌群结构中之前较少被认识到的一些特征。因而,网络分析的方法可以为未来肠道微生物的研究提供新的视角。     

哈尔滨城市和乡村青年居民肠道菌群多样性研究

【目的】分析居住于哈尔滨城市和乡村的青年居民肠道菌群多样性的异同。【方法】采用PCR和DGGE技术相结合的方法对生活于哈尔滨城市和乡村的青年志愿者肠道菌群多样性进行研究。基于DGGE指纹图谱,分别使用聚类和PCA分析对志愿者肠道微生物相似性进行分析,使用Shannon-Weine多样性指数(H′)、丰度(S)和均匀度(EH)对志愿者肠道微生物多样性进行分析,对图谱中具有代表性的共性和特异性条带进行胶回收和克隆测序以分析志愿者肠道微生物组成。基于PCR技术在种水平上对城乡志愿者肠道内乳杆菌属和双歧杆菌属多样性进行定性分析。【结果】相似性分析显示,城乡青年居民间肠道微生物群落结构存在分开趋势,相似性小于城市或乡村青年居民内部;多样性分析显示,城乡青年居民肠道微生物多样性差异不显著;测序结果表明,城乡居民肠道微生物组成在门水平上相同,但是在种属水平上存在差异。PCR定性分析显示Lactobacillus plantarum、L.casei和L.salivarius在哈尔滨城乡青年居民肠道内检出率接近100%,Bifidobacterium longum和B.breve的检测率约90%,在哈尔滨城乡青年居民肠道内普遍存在;乳杆菌属和双歧杆菌属各细菌种在城乡居民肠道中的检出频率差异不显著。【结论】哈尔滨城市和乡村青年居民肠道微生物多样性差异不显著。     

Characteristics of gut microbiota in pigs with different breeds,growth periods and genders

Gut microbiota plays important roles in host nutrition, metabolism and immunity, and is affected by multiple factors. However, the understandings of the gut microbiota in pigs within different breeds, growth periods and genders from a large cohort remain largely undefined. In the present study, the characteristics of the gut microbiota in 120 pigs of different breeds, growth periods and genders were investigated using the Illumina MiSeq PE300 combined with QIIME2 platform. A total of 7 388 636 raw reads and 16 411 features were obtained. Additionally, the microbial diversity, compositions and phenotypes were described. 66.53% microbiota belonged to the top 10 most abundant genera (pan gut bacteria), and 28 species were commonly identified (core gut bacteria, commonality ≥ 75%) among the pigs. Besides, the correlations within pan and core gut microbiota were firstly investigated. The metagenomic function was predicted by using PICRUSt2. Furthermore, the explanatory effects of the influencing factors suggested that growth period was the greatest contributor to the gut microbiota in pigs. These results expanded our knowledge of mammalian gut microbiota within different influencing factors and microbial-related biological features in swine, which contributes to improving animal production and assisting animal model research.     

基于性别二分类的青海天峻藏民肠道菌群差异分析

目的对青海省天峻县的藏族牧民健康志愿者肠道菌群进行研究,探讨青海藏民肠道菌群结构及性别对肠道菌群组成的影响。方法以28例藏族牧民志愿者的粪便样品作为研究对象,应用基于16SrDNA V3+V4可变区的高通量测序技术测定肠道菌群组成及核心菌群;通过db-RDA和菌群多样性分析,探索性别因素对肠道菌群结构的影响。结果在门水平上,厚壁菌门和拟杆菌门是青海藏族志愿者的优势菌群。在属水平上,优势菌属是普氏菌属、Lachnospiracea_incertae_sedis、Faecalibacterium和拟杆菌属;特有优势菌属是Lachnospiracea_incertae_sedis。db-RDA结果显示性别因素对肠道微生物群结构有一定分离趋势,多样性结果进一步证实性别差异显著影响菌群结构。男性和女性存在12种差异菌群,包括普氏菌属、Acidaminobacter属等。结论性别差异对青海藏民肠道菌群影响显著。     

Evolution of gut microbial community through reproductive life in female rabbits and investigation of the link with offspring survival

The digestive microbiota plays a decisive role in shaping and preserving health throughout life. Rabbit younglings are born with a sterile digestive tract but then it gets progressively colonised by the microbiota of the nursing mother, by entering in contact with or ingesting the maternal droppings present in the nest. Here we posit that (i) offspring survival and (ii) lifespan of female rabbits are linked to how diverse their microbiota are. To test the hypothesis that maternal microbiota evolves in females having had different levels of offspring survival in their lifetime, we obtained 216 hard faecal samples from 75 female rabbits at ages 19.6, 31.6, 62.6 and 77.6 weeks. The annual mean offspring survival (MOS) at 64 days was calculated for each female then crossed against three alpha-diversity indexes (operational taxonomic units (OTUs), inverse Simpson index and Shannon index). Age was also analysed against these three parameters. The alpha-diversity indexes of the female faecal microbiota did not correlate with MOS, but they did decrease with age (e.g. from 712 OTUs at age 19.6 weeks to 444 OTUs at 77.6 weeks; P < 0.05). The age effect was also found in beta-diversity non-metric multidimensional scaling plots using the Bray–Curtis dissimilarity index and the unweighted UniFrac index but not for MOS. The ability of the microbiota composition from the faecal samples of young females (19.6 weeks old) to predict their lifespan was also evaluated. After subdividing the initial population into two classes (females that weaned a maximum of three litters and females living longer), we found no clear distinction between these two classes. To our knowledge, this is the first long-term study to characterise the gut microbiota of adult female rabbits through their reproductive life, thus laying foundations for using the gut microbiota data and its influence in studies on adult rabbits.     

Diversity partitioning in Permian and Early Triassic benthic ecosystems of the Western USA: a comparison

This paper compares the relative contributions of within-habitat diversity [alpha-diversity] and between-habitat-diversity [beta-diversity] to regional diversity [gamma-diversity] in marine benthic communities of the western US before and after the end-Permian mass extinction. We found that presumably cool-water faunas from the Permian Gerster Limestone and the Park City Formation had low alpha- and beta-diversities, comparable to those of low diverse faunas of the Early Triassic. In contrast, tropical Permian faunas had much higher alpha-diversities and a variable pattern of beta-diversity: Whereas faunas of space-limited bioherms show a positive correlation between beta-diversity and gamma-diversity, beta-diversity in level-bottom faunas is elevated only when gamma-diversity is very high (>250 species). This contrasting pattern probably reflects differential effects of interspecific competition on habitat partitioning. In low-competitive level-bottom faunas, species are able to coexist until competition forces species into their ecological optima, thereby increasing beta-diversity. This effect occurs at much lower gamma-diversities in more competitive reef-bound faunas, causing the observed positive correlation between beta- and gamma-diversity. We suggest that differences in the level of interspecific competition and hence diversity partitioning between Permian and Triassic benthic communities result from the higher average metabolic rates in the Mesozoic mollusc-dominated benthos in contrast to their Permian counterparts.     

Effects of Resistant Starch on Symptoms,Fecal Markers,and Gut Microbiota in Parkinson’s Disease — The RESISTA-PD Trial

The composition of the gut microbiota is linked to multiple diseases, including Parkinson’s disease (PD). Abundance of bacteria producing short-chain fatty acids (SCFAs) and fecal SCFA concentrations are reduced in PD. SCFAs exert various beneficial functions in humans. In the interventional, monocentric, open-label clinical trial “Effects of Resistant Starch on Bowel Habits, Short Chain Fatty Acids and Gut Microbiota in Parkinson’s Disease” (RESISTA-PD; ID: NCT02784145), we aimed at altering fecal SCFAs by an 8-week prebiotic intervention with resistant starch (RS). We enrolled 87 subjects in three study-arms: 32 PD patients received RS (PD + RS), 30 control subjects received RS, and 25 PD patients received solely dietary instructions. We performed paired-end 100 bp length metagenomic sequencing of fecal samples using the BGISEQ platform at an average of 9.9 GB. RS was well-tolerated. In the PD + RS group, fecal butyrate concentrations increased significantly, and fecal calprotectin concentrations dropped significantly after 8 weeks of RS intervention. Clinically, we observed a reduction in non-motor symptom load in the PD + RS group. The reference-based analysis of metagenomes highlighted stable alpha-diversity and beta-diversity across the three groups, including bacteria producing SCFAs. Reference-free analysis suggested punctual, yet pronounced differences in the metagenomic signature in the PD + RS group. RESISTA-PD highlights that a prebiotic treatment with RS is safe and well-tolerated in PD. The stable alpha-diversity and beta-diversity alongside altered fecal butyrate and calprotectin concentrations call for long-term studies, also investigating whether RS is able to modify the clinical course of PD.