不同年龄段圈养大熊猫肠道微生物群落多样性的研究

发布时间：2020-07-04 02:52

【摘要】：作为我国特有的珍贵濒危动物,大熊猫的生存和健康一直都是人们关注的重点。而肠道菌群与宿主的营养代谢和疾病等方面都有着密切的联系,且肠道疾病作为危害大熊猫健康最重要的因素之一,其肠道的微生物群落对机体的健康有着重要的意义。本文选取成都大熊猫繁育研究中心的22只不同年龄阶段的健康大熊猫个体,对其粪便样品采样,利用基于16S r RNA基因的Illumina Hiseq测序技术,结合生物信息学分析揭示不同年龄阶段圈养大熊猫的肠道菌群结构和多样性的变化规律。研究结果发现:1.将样本的肠道菌群注释到不同水平,所有样本总共得到713个OTU(Operational Taxonomic Units,可操作分类单元),鉴定出17个门,36个纲,66个目,120个科,259个属。2.比较不同年龄组的alpha多样性:老年大熊猫的肠道微生物的OTU数和Chao1指数最高,成年组最低,且两组之间存在显著差异;Shannon指数:老年体成年体幼年体亚成年体。3.高通量测序结果表明,在门水平厚壁菌门(Firmicutes,64.41%)和变形菌门(Proteobacteria,34.46%)是大熊猫的的主导菌群,还有少量的拟杆菌门(Bacteroidetes,0.77%)。在属水平上,丰度排名前十的细菌占据了95.33%的序列,其中埃希氏菌属-志贺氏菌属(Escherichia-Shigella,32.51%)和链球菌属(Streptococcus,30.94%)是最主要的核心菌群,其次是狭义梭菌属1(Clostridium_sensu_stricto_1,19.55%)、八联球菌属(Sarcina,3.22%)、Turicibacter属(3.00%)、乳酸杆菌属(Lactobacillus,2.79%)。4.比较不同年龄组的肠道微生物在门水平的结构组成发现:Proteobacteria的相对丰度最高在幼年组中最高(75.43%),且显著高于亚成年组和老年组(P0.01);亚成体组中,Firmicutes为绝对优势菌群(87.17%)且显著高于其他样品组(P0.05);成年组与老年组中Firmicutes的相对丰度最高,约是Proteobacteria的相对丰度的3倍,但是两者间无显著差异。5.比较不同年龄阶段的肠道微生物在属水平的结构组成,结果显示:Escherichia-Shigella是幼年组的绝对优势菌群,显著高于其他年龄组(P0.05);亚成体组中,Streptococcus是其最主要的菌群组成;在成年组中,Clostridium_sensu_stricto_1与Streptococcus是主要的优势菌群;在老年组中,以上三种菌群共同组成其优势菌群。6.对成年组和老年组圈养大熊猫的肠道微生物进行与年龄的相关性分析,分析发现,嗜冷杆菌属(Psychrobacter)的相关系数最高且有显著正相关关系(r=0.84,P0.001),Sarcina也与年龄呈显著正相关关系;而[Ruminococcus]_gnavus_group属、片球菌属(Pediococcus)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)、拟杆菌属(Bacteroides)和Lachnoclostridium属均与年龄有显著性负相关关系。7.PICRUSt功能预测分析的结果表明,亚成体组的大熊猫肠道微生物的碳水化合物代谢能力已趋于稳定,并有着较高的乳糖降解能力,成年和老年组则有较高的纤维素降解能力。比较各年龄阶段的抗生素抗性基因丰度发现,幼年大熊猫的基因丰度最低,而亚成体大熊猫的基因丰度最高。综上所述,研究表明不同年龄阶段圈养大熊猫的肠道菌群多样性和菌群结构发生了明显的改变,基因功能预测也表明菌群的功能特征也有差异。本研究进一步探明了圈养大熊猫不同年龄阶段与肠道微生物组成的关系,以及抗性基因的变化,为圈养大熊猫各年龄阶段针对性的制定健康保护策略、肠道疾病治疗方案以及饮食构成调整提供重要的理论依据。
【学位授予单位】：西华师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S865.3
【图文】：

PCR扩增电泳检测结果

所有样品的稀释性曲线

【参考文献】

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本文编号：2740528