高通量测序技术解析中学校园细菌群落的特征组成
发布时间：2021-03-10 22:28
中小学校园是具有人口密度大、微生物传播和交流活跃等特点的特殊人居环境。校园微生物群落组成及其传播是影响青少年健康微生物组形成和发育的重要因素。以某中学校园为研究对象,探究校园不同场所的微生物群落结构,力图初步阐明校园微生物群落及其特征分布。采集教学楼扶手、实验楼扶手门和把手、体育馆扶手、食堂门把手等人体最易接触到的物体微生物样品,采用Illumina HiSeq平台对采集的样品进行细菌16S rRNA基因V4区高通量测序,分析各样品的细菌群落特征。结果显示,不同场所细菌群落存在着不同的特征组成。尽管各场所物体表面的微生物主要属于变形菌门（Proteobacteria）,厚壁菌门（Firmicutes）和放线菌门（Actinobacteria）等的栖水菌属（Enhydrobacter）,链球菌属（Streptococcus）,葡萄球菌（Staphylococcus）等属,但其相对丰度存在着显著的差异。例如,从食堂样品中检测到的丰度较高的不动杆菌属（Acinetobacter）和气球菌属（Aerococcus）,在教学区域场所中未发现这两类微生物。体育馆楼梯扶手表面物种多样性显著高于其他场...
【文章来源】：生物技术通报. 2020,36(08)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
各建筑物场所属水平下Venn图
根据物种预测信息，分析表明：体育馆的物种丰富度最高（可观测SV数为414），其次是实验楼（可观测SV为255）和教学楼（可观测SV为223），最后是食堂（可观测SV为201）（图1-B）。与此类似的是，体育馆的Shannon指数也最高，其次是实验楼和教学楼，而食堂的Shannon指数也最低（图1-A）。为什么体育馆的物种丰富度最高而食堂的最低？究其原因，有如下几种可能：（1）该学校只有一个体育馆，到体育馆上课的学生数量大于其他10个样品对应学生数量；（2）在体育馆里的活动中，人体运动代谢产生产生更多的汗液、皮脂等等，为微生物生长和繁殖提供了营养物质条件。至于食堂中微生物相对丰度和多样性指数较低的原因，可能要归功于食堂中经常进行消毒灭菌。依据上述SV的计算和预测，计算所有样本基于SV的Unweighted-Unifrac距离和WeightedUnifrac距离，进行主坐标（PCoA）分析，以图了解样品微生物群落的聚类情况和群落结构相似性。Weighted-Unifrac和Unweighted-Unifrac分析的区别在于Unweighted-Unifrac不考虑物种丰度。在PCoA图中，如果样本距离越接近，表示物种组成结构越相似。结果显示，各样品按照场所用途的不同在第一、二坐标上有明显区分。从Weighted-Unifrac分析（图2-A）和Unweighted-Unifrac分析（图2-B）结果，可以看出：来自于不同场所的样品微生物群落大体按照场所功能而聚类，例如食堂、实验楼、体育馆、教室楼样品中微生物群落基本各自聚在一起。进一步利用PERMANOVA相似性分析，结果表明教学区域与食堂之间存在显著差异，其中Weighted-Unifrac距离下P=0.017,Unweighted-Unifrac距离下P=0.006。
用Unweighted-Unifrac距离和Weighted-Unifrac距离计算的PCoA图
【参考文献】：
期刊论文
[1]大学校园不同场所空气微生物种类及分布特征[J]. 黄国英. 甘肃农业. 2019(08)
[2]杭州市西湖景区春季空气细菌多样性特征[J]. 楼秀芹,郭卫俊,姚文冲,方治国. 生态学报. 2019(08)
[3]冬季校园空气微生物含量测定与评价[J]. 李玲玲,李青爱,易回香. 重庆工贸职业技术学院学报. 2018(04)
[4]应用高通量测序技术研究新疆产区葡萄果实、叶片及果园土壤微生物多样性[J]. 魏玉洁,邹弯,马文瑞,闫寅卓,武运,薛洁. 食品科学. 2018(06)
[5]城市空气微生物的监测及研究进展[J]. 薛林贵,姜金融,Erhunmwunsee Famous. 环境工程. 2017(03)
[6]我国学校微生物污染状况研究进展与展望[J]. 李红,田晔,江瑶. 中国微生态学杂志. 2016(10)
[7]上海师范大学教学设施卫生状况调查与研究[J]. 邓怡卿,赵渝. 上海师范大学学报(自然科学版). 2013(05)
[8]校园空气微生物浓度的监测与分析[J]. 喻道军,叶丽杰,程明,李鼎,杨硕铎,郑世野. 微生物学杂志. 2011(02)
[9]20株棒状杆菌属细菌的鉴定和药敏试验[J]. 帅丽华,周会祥,孙晓红,冷耀明. 临床检验杂志. 2009(02)
[10]校园空气微生物污染状况及时空分布特征[J]. 陈源,巨天珍,赵英杰,贾丽. 云南地理环境研究. 2007(05)
本文编号：3075385
【文章来源】：生物技术通报. 2020,36(08)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
各建筑物场所属水平下Venn图
根据物种预测信息，分析表明：体育馆的物种丰富度最高（可观测SV数为414），其次是实验楼（可观测SV为255）和教学楼（可观测SV为223），最后是食堂（可观测SV为201）（图1-B）。与此类似的是，体育馆的Shannon指数也最高，其次是实验楼和教学楼，而食堂的Shannon指数也最低（图1-A）。为什么体育馆的物种丰富度最高而食堂的最低？究其原因，有如下几种可能：（1）该学校只有一个体育馆，到体育馆上课的学生数量大于其他10个样品对应学生数量；（2）在体育馆里的活动中，人体运动代谢产生产生更多的汗液、皮脂等等，为微生物生长和繁殖提供了营养物质条件。至于食堂中微生物相对丰度和多样性指数较低的原因，可能要归功于食堂中经常进行消毒灭菌。依据上述SV的计算和预测，计算所有样本基于SV的Unweighted-Unifrac距离和WeightedUnifrac距离，进行主坐标（PCoA）分析，以图了解样品微生物群落的聚类情况和群落结构相似性。Weighted-Unifrac和Unweighted-Unifrac分析的区别在于Unweighted-Unifrac不考虑物种丰度。在PCoA图中，如果样本距离越接近，表示物种组成结构越相似。结果显示，各样品按照场所用途的不同在第一、二坐标上有明显区分。从Weighted-Unifrac分析（图2-A）和Unweighted-Unifrac分析（图2-B）结果，可以看出：来自于不同场所的样品微生物群落大体按照场所功能而聚类，例如食堂、实验楼、体育馆、教室楼样品中微生物群落基本各自聚在一起。进一步利用PERMANOVA相似性分析，结果表明教学区域与食堂之间存在显著差异，其中Weighted-Unifrac距离下P=0.017,Unweighted-Unifrac距离下P=0.006。
用Unweighted-Unifrac距离和Weighted-Unifrac距离计算的PCoA图
【参考文献】：
期刊论文
[1]大学校园不同场所空气微生物种类及分布特征[J]. 黄国英. 甘肃农业. 2019(08)
[2]杭州市西湖景区春季空气细菌多样性特征[J]. 楼秀芹,郭卫俊,姚文冲,方治国. 生态学报. 2019(08)
[3]冬季校园空气微生物含量测定与评价[J]. 李玲玲,李青爱,易回香. 重庆工贸职业技术学院学报. 2018(04)
[4]应用高通量测序技术研究新疆产区葡萄果实、叶片及果园土壤微生物多样性[J]. 魏玉洁,邹弯,马文瑞,闫寅卓,武运,薛洁. 食品科学. 2018(06)
[5]城市空气微生物的监测及研究进展[J]. 薛林贵,姜金融,Erhunmwunsee Famous. 环境工程. 2017(03)
[6]我国学校微生物污染状况研究进展与展望[J]. 李红,田晔,江瑶. 中国微生态学杂志. 2016(10)
[7]上海师范大学教学设施卫生状况调查与研究[J]. 邓怡卿,赵渝. 上海师范大学学报(自然科学版). 2013(05)
[8]校园空气微生物浓度的监测与分析[J]. 喻道军,叶丽杰,程明,李鼎,杨硕铎,郑世野. 微生物学杂志. 2011(02)
[9]20株棒状杆菌属细菌的鉴定和药敏试验[J]. 帅丽华,周会祥,孙晓红,冷耀明. 临床检验杂志. 2009(02)
[10]校园空气微生物污染状况及时空分布特征[J]. 陈源,巨天珍,赵英杰,贾丽. 云南地理环境研究. 2007(05)
本文编号：3075385
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