连续多代饮用四种饮用水对小鼠肠道菌群影响的研究
发布时间：2020-10-21 21:17
目的:水作为人类不可或缺的一种物质,其对肠道菌群的影响仍然知之甚少,本研究旨在探究连续多代饮用4种饮用水和4种饮用水体外培养对小鼠肠道菌群的影响及与健康效应的关系,为公众选择安全有益的饮用水提供数据支撑。方法:采用天然矿泉水、天然水、纯净水和自来水等4种饮用水饲喂小鼠进行连续多代的繁殖实验,每代均观察体征和监测体重,对各代小鼠(F0-F3代)采集血液样本进行血清矿物元素、肝肾功能和心血管功能检测,收集每代幼年期和成年期粪便样品,同时采用天然矿泉水、天然水、纯净水和自来水等4种水质配制同体积的脑心浸液培养基,将小鼠粪便接种至4种水质配制的培养基中连续传代培养5天,并使用16S rRNA高通量测序技术探明连续多代饮用4种饮用水及4种饮用水体外培养对小鼠肠道菌群结构和多样性的影响,实验数据采用SPSS22.0软件进行单因素方差分析,并用LSD-t进行两两比较。结果:1、连续多代饮用4种饮用水对小鼠子代发育无明显影响,连续多代饮用钙镁比例适宜的天然矿泉水能维持小鼠血清镁的含量,但会加重小鼠心血管功能负荷;连续多代饮用天然水的雄鼠在维持血清铁含量上稍显不足,但雌鼠肝脏合成蛋白能力以及由此导致的营养水平处于较优状态,同时连续多代饮用天然水可能会导致雄鼠肾小球的滤过功能下降;连续多代饮用纯净水的小鼠肾小球滤过功能较其余3组下降;连续多代饮用自来水后小鼠肝脏合成蛋白能力以及由此导致到营养水平可能处于较优状态。2、连续多代饮用4种饮用水和4种饮用水体外传代培养对小鼠肠道菌群的影响不同,连续多代饮用天然矿泉水能提高成年鼠肠道菌群的OTUs数目和幼年鼠肠道菌群的多样性,同时促进成年期雄鼠生氧光菌门生长和维持成年期雌鼠的拟杆菌门的生长;天然矿泉水体外有氧培养小鼠肠道菌群5天后能提高肠道菌群的多样性同时促进拟杆菌门的生长。3、连续多代饮用纯净水能促进幼年期雄鼠拟杆菌门和雌鼠变形菌门的生长,同时抑制幼年期雄鼠厚壁菌门和幼年期雌鼠拟杆菌门的生长;纯净水体外有氧培养小鼠肠道菌群1天后能提高肠道菌群多样性,随着培养时间的延长,小鼠肠道菌群的多样性下降。结论:连续多代饮用4种饮用水和4种饮用水体外培养对小鼠肠道菌群的结构和多样性有着十分显著的影响,天然矿泉水可以提高肠道菌群中拟杆菌门的丰度,并可以维持肠道菌群的多样性,饮用不同饮用水可能调节肠道菌群从而影响机体的健康状况。
【学位单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R-332;R123
【部分图文】：
第 3 章 结果23.39％和 22.85％。对属水平上前 35 个类群进行聚类，观察各组样品中肠道菌群属水平上的差异，如图 3C 所示，MW.A.5d 组中的变形菌门中有很多独特的高丰度的分类单元，包括罗尔斯顿菌属（Ralstonia）、寡养单胞菌（Stenotrophomonas）、鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas）、动胶菌属（Zoogloea）等。在 PW.A.1d 组中厚壁菌门中的芽孢杆菌（Bacillus）和葡萄球菌（Staphylococcus）的占比特别高。
第 3 章 结果培养肠道菌群的多样性指数差异显著，如图 4A、4B 所示，为 4 种饮用水体外培养肠道菌群的 Shannon 和 Simpson 指数图，由图可见，在有氧培养条件下，培养第 1 天后，PW 组相对于其余 3 组 Shannon 和 Simpson 指数明显增加（P＜0.05），而在传代培养第 5 天后，MW 组相对于其余 3 组 Shannon 指数和 Simpson 指数明显增加（P＜0.01）。而在厌氧培养条件下，培养第 1 天和传代培养第 5 天后均有 MW 组和 TW 组的 Shannon 指数和 Simpson 指数高于 NW 组和 PW 组的趋势。结果表明纯净水在初期有利于好氧细菌的生长，但随着培养时间的延长，这种优势逐渐消失。而在厌氧培养条件下，MW 组和 TW 组在体外培养肠道菌群多样性方面表现出优势。
图 5 饮用水体外培养小鼠肠道菌群韦恩图（A：4 种水质有氧培养第 1 天后韦恩图；B：4种水质有氧培养第 5 天后韦恩图）3.3.5 天然矿泉水促进体外培养小鼠肠道菌群中拟杆菌门的生长Beta Diversity 是对不同分组的微生物群落构成进行比较分析。首先根据所有样本的物种注释结果和 OTUs 的丰度信息，将相同分类的 OTUs 信息合并处理得到物种丰度信息表（Profiling Table）。同时利用 OTUs 之间的系统发生关系，进一步计算 Unifrac 距离（UnweightedUnifrac）[109,110]。Unifrac 距离是一种利用各样本中微生物序列间的进化信息计算样本间距离，两个以上的样本，则得到一个距离矩阵。然后，利用 OTUs 的丰度信息对 Unifrac 距离（UnweightedUnifrac）进一步构建 WeightedUnifrac 距离[111]。最后，通过主坐标分析（PCoA，PrincipalCo-ordinates Analysis）方法，从中发现不同组间的差异。主坐标分析（PCoA，PrincipalCo-ordinatesAnalysis）[112]，是通过一系列的特征值和特征向量排序从多维数据中提取出最主要的元素和结构。基于 Unweighted Unifrac 距离来进行
【参考文献】
本文编号：2850613
【学位单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R-332;R123
【部分图文】：
第 3 章 结果23.39％和 22.85％。对属水平上前 35 个类群进行聚类，观察各组样品中肠道菌群属水平上的差异，如图 3C 所示，MW.A.5d 组中的变形菌门中有很多独特的高丰度的分类单元，包括罗尔斯顿菌属（Ralstonia）、寡养单胞菌（Stenotrophomonas）、鞘氨醇单胞菌（Sphingomonas）、动胶菌属（Zoogloea）等。在 PW.A.1d 组中厚壁菌门中的芽孢杆菌（Bacillus）和葡萄球菌（Staphylococcus）的占比特别高。
第 3 章 结果培养肠道菌群的多样性指数差异显著，如图 4A、4B 所示，为 4 种饮用水体外培养肠道菌群的 Shannon 和 Simpson 指数图，由图可见，在有氧培养条件下，培养第 1 天后，PW 组相对于其余 3 组 Shannon 和 Simpson 指数明显增加（P＜0.05），而在传代培养第 5 天后，MW 组相对于其余 3 组 Shannon 指数和 Simpson 指数明显增加（P＜0.01）。而在厌氧培养条件下，培养第 1 天和传代培养第 5 天后均有 MW 组和 TW 组的 Shannon 指数和 Simpson 指数高于 NW 组和 PW 组的趋势。结果表明纯净水在初期有利于好氧细菌的生长，但随着培养时间的延长，这种优势逐渐消失。而在厌氧培养条件下，MW 组和 TW 组在体外培养肠道菌群多样性方面表现出优势。
图 5 饮用水体外培养小鼠肠道菌群韦恩图（A：4 种水质有氧培养第 1 天后韦恩图；B：4种水质有氧培养第 5 天后韦恩图）3.3.5 天然矿泉水促进体外培养小鼠肠道菌群中拟杆菌门的生长Beta Diversity 是对不同分组的微生物群落构成进行比较分析。首先根据所有样本的物种注释结果和 OTUs 的丰度信息，将相同分类的 OTUs 信息合并处理得到物种丰度信息表（Profiling Table）。同时利用 OTUs 之间的系统发生关系，进一步计算 Unifrac 距离（UnweightedUnifrac）[109,110]。Unifrac 距离是一种利用各样本中微生物序列间的进化信息计算样本间距离，两个以上的样本，则得到一个距离矩阵。然后，利用 OTUs 的丰度信息对 Unifrac 距离（UnweightedUnifrac）进一步构建 WeightedUnifrac 距离[111]。最后，通过主坐标分析（PCoA，PrincipalCo-ordinates Analysis）方法，从中发现不同组间的差异。主坐标分析（PCoA，PrincipalCo-ordinatesAnalysis）[112]，是通过一系列的特征值和特征向量排序从多维数据中提取出最主要的元素和结构。基于 Unweighted Unifrac 距离来进行
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 曾惠;舒为群;赵清;陈强;;饮用纯净水伴低镁饲料对大鼠健康的影响[J];第三军医大学学报;2007年20期
2 王建华;江东;陈传友;马明;;我国水体污染现状分析与保护[J];给水排水技术动态;2000年02期
3 康白;双歧杆菌的微生态学及临床意义[J];中华儿科杂志;1999年05期
本文编号：2850613
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