大熊猫和林麝粪便中细菌和古菌结构组成研究

发布时间：2017-03-23 14:08

  本文关键词：大熊猫和林麝粪便中细菌和古菌结构组成研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本研究选取5只圈养的健康成年大熊猫和5只健康林麝作为试验动物,收集它们在晨饲前排出的新鲜粪便,利用高通量测序技术对比研究了大熊猫和林麝肠道细菌和古菌的组成。提取大熊猫和林麝粪便中微生物总DNA,以粪便中微生物总DNA为模板,选用细菌特异性引物对515F(5'-GTGCCAGCMGCCGCGGTAA-3')和806R(5'-GGACTAC VSGGGTATCTAAT-3')、古菌特异性引物对A349F (5'-GYGCASCAGKCGMGAAW-3')和A806R(5'-GGACTACVSGGGTATCTAAT-3'),针对细菌的16S rRNA可变区V3-V4区域、古菌16SrRNA V4-V5区域分别扩增30bp、500bp左右的片段,所得产物用2%琼脂糖凝胶电泳检测后,用AxyPrepDNA凝胶回收试剂盒切胶回收。将PCR产物送上海美吉生物医药科技有限公司和深圳千年盛世基因科技有限公司,用Illumina公司的MiSeq 250PE测序平台和MiSeq 300PE测序平台进行测序。通过对测序所得的序列进行质控和过滤,再进行OTU聚类分析和物种分类学分析。最终得出的结果如下所示：(1)大熊猫和林麝粪便中分别检测出16门、21门细菌,其中两种动物粪便中共享的细菌有13门,大熊猫粪便中优势菌门是变形菌门(Proteobacteria) (74.46%)、厚壁菌门(Firmicutes)(15.66%),林麝粪便中优势菌门是厚壁菌门(Firmicutes)(51.53%)、拟杆菌门(Bacteroidetes) (34.69%)。在属水平上,大熊猫和林麝粪便中优势细菌存在很大差异,前者的优势菌属是埃希氏杆菌属/志贺氏菌(Escherichia/ Shigella) (49.84%)和肠杆菌科(Enterobacteriaceae; Other) (13.73%),后者的优势菌属是瘤胃菌科(Ruminococcaceae; other) (15.10%)、梭菌目(Clostridiales; other)(14.17%),且这四个属在大熊猫和林麝粪便中的丰度差异显著(P0.01)。(2)大熊猫粪便中泉古菌门(Crenarchaeota)的丰度高于广古菌门(Euryarchaeota)。在属水平上,大熊猫粪便中优势古菌属是热变形菌纲(Thermoprotei; unclassified)(57.91%)和甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter) (18.35%),林麝粪便中优势古菌属是甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter) (73.18%)和热变形菌纲(Thermoprotei; unclassified) (12.01%)。甲烷短杆菌属(Methanobrevibacter) (P=0.010)和甲烷球形菌属(Methanosphaera) (P=0.048)在大熊猫和林麝粪便中的丰度差异显著。
【关键词】：大熊猫 林麝 细菌 古菌 产甲烷菌 高通量测序技术
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S852.6
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 缩写词表8-12
• 第一章 文献综述12-22
• 1. 肠道细菌的研究进展12-14
• 1.1. 肠道细菌的组成与分布12
• 1.2. 肠道细菌的作用12-14
• 1.2.1. 肠道细菌影响宿主的营养代谢12-13
• 1.2.2. 肠道细菌影响宿主的免疫13-14
• 1.3. 影响肠道细菌多样性的因素——品种因素14
• 2. 肠道古菌的研究进展14-18
• 2.1. 古菌和产甲烷菌14-15
• 2.2. 动物源CH_4排放现状15-16
• 2.3. 动物胃肠道CH_4产生机制及减排技术16-18
• 2.3.1. 动物胃肠道CH_4产生机制16-17
• 2.3.2. 减排技术17-18
• 2.4. 影响肠道古菌多样性的因素——品种因素18
• 3. 大熊猫和林麝肠道微生物研究概况18-20
• 3.1. 大熊猫肠道微生物研究概况18-19
• 3.2 林麝肠道微生物研究概况19-20
• 4. 高通量测序技术20-21
• 4.1. 高通量测序技术的简介20
• 4.2. 高通量测序技术的应用20
• 4.3. 高通量测序技术的优缺点20-21
• 5. 有待研究的问题21-22
• 第二章 本研究的目的意义、研究内容22-23
• 1. 本研究的目的和意义22
• 2. 研究内容22-23
• 第三章 试验研究23-52
• 1. 试验材料23-24
• 1.1. 试验动物23
• 1.2. 样品收集23
• 1.3. 试剂23
• 1.4. 仪器及用品23-24
• 1.5. PCR引物24
• 1.6. 数据分析软件及所用数据库24
• 2. 试验步骤24-27
• 2.1. 粪便样品微生物总DNA的提取24-26
• 2.2. 16S rRNA V3-V4区PCR扩增和测序26-27
• 2.2.1. PCR扩增26
• 2.2.2. 荧光定量26
• 2.2.3. Miseq文库构建26-27
• 2.2.4. Miseq测序27
• 3. 数据处理27-30
• 3.1. 原始数据样品区分与统计27
• 3.2. 数据优化与统计27-28
• 3.3. OTU分析28
• 3.4. α多样性分析28-29
• 3.4.1. Shannon指数29
• 3.4.2. ChaoI指数29
• 3.4.3. The Observed Species指数29
• 3.5. 分类学分析29-30
• 3.6. 优势菌群比较分析30
• 4. 结果与分析30-46
• 4.1. 细菌的结果30-36
• 4.1.1. 测序数据序列信息统计30
• 4.1.2. α多样性分析结果30-32
• 4.1.3. 样品物种组成分析32-35
• 4.1.4. 两种动物粪便中优势细菌的比较35-36
• 4.2. 古菌的结果36-46
• 4.2.1. 数据序列信息统计36-37
• 4.2.2. α多样性分析结果37-39
• 4.2.3. 古菌的组成分析39-44
• 4.2.4 两种动物粪便中优势古菌的比较44-46
• 5. 讨论46-50
• 5.1. 高通量测序技术研究肠道菌群的优缺点46-47
• 5.2. 大熊猫和林麝粪便中细菌组成分析47-49
• 5.3. 大熊猫和林麝粪便中古菌组成分析49-50
• 6. 小结50-52
• 第四章 全文结论及展望52-53
• 1. 全文结论52
• 2. 展望52-53
• 参考文献53-63
• 致谢63

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