CVTree在454高通量测序分析菌群结构中的应用

目的探究将基于短串频度的CVTree方法用于反映菌群结构的16S rRNA基因的454高通量测序数据分析的可行性,为快速分析高通量菌群结构数据提供新的方法。方法对一个四世同堂的中国家庭7名成员肠道菌群和不同基因型及饮食类型的小鼠肠道菌群用454高通量方法获得16S rRNA基因的V3区的测序数据,用CVTree的方法进行菌群结构的比较分析。结果通过选取合适的短串长度,CVTree的方法能准确检测到各样本间的聚类关系,其结果与之前文献报道的基于Unifrac算法的结果相一致。结论CVTree能快速、有效地处理16S rRNA基因的454高通量测序数据,实现对不同菌群结构相似性的比较分析。     

焦化废水处理厂接触氧化池中降酚菌群的苯酚羟化酶大亚基基因多样性

研究了某焦化废水处理厂接触氧化池中降酚菌群的苯酚羟化酶大亚基基因(thelargestsubunitofthemulti-componentphenolhydroxylase,LmPH)的多样性。通过温度梯度凝胶电泳(temperaturegradientgelelectrophoresis,TGGE)对比分析了氧化池4个区段(O1—O4)中降酚菌群LmPH的组成。它们的TGGE图谱完全一样,相似性为100%,表明该处理池中不同区段的降酚菌群的功能基因组成是高度相似的。以O4段的菌群为代表建立LmPH基因克隆文库,从中挑选了49个克隆测序。依据LmPH基因的DNA序列所推测的氨基酸序列完全相同的归为一类的原则,49个克隆被分为16种类型,其中优势LmPH基因主要有5种类型(多于4个克隆),而另外11种类型都只有1个克隆。与已知基因同源性超过90%的有7种类型,低于80%的有2种类型。基于氨基酸序列的系统进化树分析表明,LmPH文库中绝大部分的类型都属于低亲和常数(low-Ks)的LmPH,占所有克隆的92%。只有一个类型属于高亲和常数(high-Ks)的。因此,处理焦化废水的工业装置中不仅具有丰富多样的苯酚羟化酶基因类型,而且以编码低亲和常数的占优势地位,而过去报道的通过富集培养分离得到的降酚菌则多带有高亲和常数的酶。这提示我们传统的富集培养方法并不能筛选到生态环境中的真正优势功能菌。     

健康儿童与发育不佳儿童肠道菌群结构的比较研究

目的对健康儿童与发育不佳(FTT)儿童肠道中微生物区系的ERIC-PCR指纹图谱异同进行研究。方法根据美国疾病预防控制中心(CDC)对儿童生长发育的评价指标对某幼儿园200例4～6岁儿童进行评价,筛选出16例健康儿童和13例FTT儿童,每周1次连续3周跟踪取样,提取粪便样品中细菌总DNA,获得其ERIC-PCR指纹图谱,再将其中一个样品的ERIC-PCR产物作为混合探针通过杂交对指纹图谱上DNA条带序列的异同进一步比较。结果同一个体的肠道菌群结构在取样期间稳定性较好;虽然健康儿童间的肠道菌群结构也有一定差异,但它们却有着共同的结构特征;而健康儿童与FTT儿童的肠道菌群结构差异较大。结论儿童发育状况与肠道菌群结构有一定的关系。     

健康儿童与轮状病毒感染儿童肠道菌群结构的比较研究

目的比较分析轮状病毒感染个体与健康个体肠道菌群结构的差异。方法采集11例轮状病毒感染个体及6例健康个体的粪便样品,提取粪便样品中细菌的混合DNA,先通过ERIC-PCR结合分子杂交的技术分析两组个体之间肠道微生物组成的相似性;再扩增粪便样品中菌群的16SrRNA基因,利用PCR—TGGE技术分析肠道菌群的组成情况。结果轮状病毒感染个体与健康个体相比,肠道菌群中GC含量较低的菌明显减少,同时肠道菌群有宿主专一性。结论轮状病毒感染会导致儿童肠道内菌群结构失调。     

16S rRNA基因两个可变区对反映肠道菌群多样性与物种鉴定能力的比较分析

【摘 要】 目的 目前基于新一代测序技术开展的人类肠道元基因组学研究已成为微生物学乃至整个生物学中最活跃和最有潜力的学科方向。现阶段绝大部分以肠道菌群为靶标的研究主要基于16S rRNA基因可变区测序。本研究关注的是测序技术发展使得序列的读长能力延长后,选择16S rRNA基因V1-V3区与V3-V5区进行测序所反映的多样性与物种组成信息的异同点。方法 以两个真实的16S rRNA基因全长Sanger测序数据为基础,对其中的V1-V3和V3-V5两种片段进行了模拟数据的分析,将它们分别与16S rRNA基因的全长片段在OTU多样性水平和物种组成信息方面进行比较。结果 结果显示V1-V3区在OTU多样性上较V3-V5区更为接近全长序列;在物种组成表现上,两个可变区鉴定出的大部分的属的丰度与全长序列分析结果一致,但是各自有少数属的丰度结果与全长序列丰度结果存在差异。结论 在多样性分析上,选择V1-V3区片段能得到与全长更为接近的结果;而具体到菌种的组成分析中,V1-V3区和V3-V5区都有其局限性。     

肠道硫酸盐还原菌DGGE分析技术的建立

目的 建立分析肠道内硫酸盐还原菌(Sulfate-reducing bacteria,SRB)组成的变性梯度凝胶电泳(Denaturing gradient gel electrophoresis,DGGE)技术,并用于分析10例健康人粪便样品中的SRB组成.方法 从GenBank中下载13株脱硫弧菌科细菌的腺苷酰硫酸还原酶α亚基基因(aprA)的序列,利用Clustal X、Simulated PCR (SPCR)软件比较、评估了2对针对aprA 基因的引物(AprA-3-FW/APS-RV和AprA-1-FW/AprA-5-RV)用于扩增粪便样品中的SRB的特异性.确定PCR引物和条件,进一步摸索并建立DGGE分析体系.结果 Clustal X和SPCR软件分析的结果均表明引物AprA-3-FW/APS-RV优于AprA-1-FW/AprA-5-RV.实际PCR的结果也显示AprA-1-FW/AprA-5-RV扩增效率低并有非特异扩增.建立DGGE体系,对10例健康人肠道中SRB的分析显示,每个个体肠道中SRB的种类有l到5种不等.结论 基于aprA序列的DGGE技术是分析肠道SRB组成的有效方法.     

转HrpN的工程菌E4对水稻根际细菌群落结构的影响*

采用单一碳源回收菌群的方法与ERIC PCR方法相结合 ,检测水稻 (Oryzasativa L )根际施用转基因微生物E4(EnterobacteriacloacaeE4)后 ,其根际微生物的群落结构和多样性的变化 ,进而推测转基因微生物E4在田间施用的安全性。结果表明 :转基因微生物E4施用到水稻根际后 ,水稻根际的代谢指纹图谱和DNA指纹图谱都发生了改变 ,采用southernblot ting检测显示 :E4成为根际的优势菌 ,这对植物生长有利 ,应该不会造成不利的影响     

微生物群落结构探针杂交评价不同培养基从活性污泥分离优势菌群的能力

用ERICPCR （Enterobacterial Repetitive Intergenic ConsensusPCR）、苯酚羟化酶大亚基基因(LmPHs)扩增和群落结构探针分子杂交检测技术对LB、dCGY、MP和FWM 4种培养基从焦化废水处理厂2个曝气池活性污泥中分离优势功能菌群的能力进行了比较研究。LmPHs扩增显示7种回收菌群中均有以多亚基苯酚羟化酶为代谢途径的苯酚降解菌存在。用代表苯酚降解高峰期活性污泥优势菌组成的总DNA的ERICPCR产物经地高辛标记作为群落结构的混合探针M1和M8,对8种回收菌群的ERICPCR指纹图谱进行杂交检测,不同培养基回收优势菌的能力不同,以废水为基础的FWM培养基从活性污泥中回收到的优势菌种群最多(30.8%～42.9%)。本文建立了用微生物群落结构探针杂交技术对不同培养基回收分离优势菌能力进行评价的方法。     

腹泻儿童肠道菌群结构特征的ERIC-PCR指纹图分析

目的 :了解以粪检有无白细胞区分的两类腹泻儿童肠道菌群结构的特征及其与健康儿童的差别。方法 :提取健康儿童 (H)、临床门诊粪检无白细胞的腹泻儿童 (L )和粪检有白细胞的腹泻儿童 (L +)(各 11例 )粪便总DNA作模板 ,获得反映肠道菌群组成特征的ERIC PCR指纹图谱。结果 :以H、L 和L +为序 ,每类样品以独特的ERIC条带为代表的操作分类单元 (OTU)的总数分别为 5 4∶4 7∶2 6 ;每类样品ER IC图谱多样性指数范围分别为 :2 4 5± 0 14 ,2 11± 0 18和 1 76± 0 19。组内成对相似性系数累积曲线分析 :小于 0 6的CS 值在L 组占到总Cs值个数的 70 % ,在H组占 5 0 % ,而在L +组只占 30 %。结论 :腹泻儿童肠道的菌群结构多样性降低 ,粪检有白细胞腹泻个体较之粪检无白细胞腹泻个体肠道菌群结构偏离健康个体更远。     

代表活性污泥中苯酚降解菌群的ERIC-PCR产物片段的多态性

对可能代表活性污泥中两个时期的主要苯酚降解菌群的：ERIC-PCR指纹图谱中的两条2．1kb的条带(P1和P8)中的DNA片段进行克隆、转化,得到193个转化子。．HinfⅠ物理图谱分析得到35种酶切类型,将两端各进行1次测序后,同源性大于90％的克隆归为一类,共得到10种序列类型。对各类型的代表克隆进行了全长测序,5种类型为P1条带所有,3种类型为P8所有,二者共享的类型为2种,丰度最高的片段为S3,P1条带中76．3％的转化子和P8条带中66．7％转化子属该类型。对所得序列进行检索分析,它们与GenBank中已知基因序列均无显著同源性。用S3特异性引物对活性污泥样品及其它在LB、dCGY、MP和FWM培养基上的回收菌进：行扩增,除LB上的回收菌没有显示目的条带外,活性污泥和其回收菌中均检测到带有该基因组片段的菌种的存在。研究为专一性分离降酚活性污泥中的优势菌提供了分子探针。