成年健康绵羊胃肠道菌群的研究

发布时间：2017-10-27 13:28

  本文关键词：成年健康绵羊胃肠道菌群的研究

  更多相关文章： 绵羊 胃肠道 菌群 多样性

【摘要】：本研究以成年健康绵羊为对象,研究其胃肠道细菌菌群多样性及丁酸产生菌的分布规律。选用5只成年健康的中国蒙古羊,无菌操作采集4个胃(瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃)、小肠(十二指肠、空肠和回肠)和大肠(盲肠、结肠和直肠)的新鲜内容物。采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(Polymerase chain reaction-denaturing gradient gel elctrophoresis, PCR-DGGE)技术、实时荧光定量(Real-time PCR, RT-PCR)技术和Illumina MiSeq高通量测序技术检测绵羊胃肠道细菌和丁酸产生菌,结果如下：1.PCR-DGGE检测发现,绵羊整个胃肠道细菌多样性较好。聚类分析和主成分(PCA)分析均显示来自胃、小肠和大肠的样品分别聚类在一起。胃和大肠样品的细菌多样性高,平均条带数分别为22.55条和27.80条,其中,皱胃、盲肠、结肠和直肠样品细菌多样性指数、均匀度和丰富度较高,皱胃为3.19、0.82、25.20,盲肠为3.27、0.84、26.40,结肠为3.28、0.84、26.80,直肠为3.40、0.87、30.2；而小肠样品细菌多样性较低,平均条带数为16.20条,且空肠样品细菌的多样性指标最低,仅为2.27、0.58和10。条带的克隆测序结果显示,11个测序条带的细菌分别来自厚壁菌门和拟杆菌门,包括未培养拟杆菌门细菌、未培养瘤胃细菌、未培养细菌、未培养韦荣氏球菌属、不动杆菌属和Lactococcus piscium。2.实时荧光定量PCR检测发现,绵羊胃肠道含有种类丰富的微生物,来自胃和大肠样品的菌群数量均高于小肠样品。厚壁菌门、乳酸菌、肠球菌和双歧杆菌的数量在胃肠道差异显著(P0.05)；而拟杆菌门、梭菌类群ⅩⅣa、梭菌类群Ⅳ、柔嫩梭菌群、埃氏巨球形菌和溶纤维丁酸弧菌的数量在胃肠道无显著差异(P0.05)。厚壁菌门的数量在十二肠和空肠中差异极显著(P0.01)；而肠球菌和双歧杆菌的数量在皱胃和回肠中差异极显著(P0.01)；乳酸菌的数量则在回肠中差异极显著(P0.01)。3.Illumina MiSeq检测发现,共检测出557657条序列,平均每个样品有15933条序列；共获得16252个物种分类的OTUs(Operational Taxonomic Units),平均每个样品为464个OTUs;平均读长为252 bp。在门的分级水平上,胃肠道的细菌主要来自11个门的菌群,包括厚壁菌门(44.37%)、拟杆菌门(38.73%)、变形菌门(4.22%)、螺旋体门(3.36%)、广古菌门(1.84%)、放线菌门(1.60%)、疣微菌门(1.57%)、黏胶球形菌门(1.29%)、未分类门(1.23%)、软壁菌门(1.08%)和纤维杆菌门(0.58%)。其中,厚壁菌门和拟杆菌门为优势菌群,并且在回肠中未检测出纤维杆菌门菌群。聚类分析显示来自胃(瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃)、小肠(十二指肠和空肠)和大肠(回肠、盲肠、结肠和直肠)的样品分别聚类在一起；且样品组间差异分析表明瘤胃与皱胃、瓣胃与皱胃、皱胃与空肠、空肠与回肠、空肠与直肠、回肠与直肠的微生物菌群差异显著(P0.05)。Alpha多样性物种指数范围区间较大,物种观察指数的范围为157～749,赵氏指数的范围为190.44～882.38,艾斯指数的范围为200.28～863.39,香农指数的范围为2.55～5.33,辛普森指数的范围为0.01～0.27,表明胃肠道不同肠段中的细菌多样性存在差异,但与小肠样品相比,胃和大肠样品细菌菌群的alpha多样性较高。结论：①绵羊胃肠道中含有种类丰富和数量巨大的细菌菌群,厚壁菌门和拟杆菌门为主要优势菌群；且随着消化道部位由前往后的顺序,菌群的多样性呈现先高后降低再升高的趋势。②胃和大肠的菌群结构及组成相似,且瘤胃与皱胃、瓣胃与皱胃、皱胃与空肠、空肠与回肠、空肠与直肠、回肠与直肠的微生物菌群差异显著(P0.05)。③胃肠道的肠球菌、乳酸菌和双歧杆菌等产丁酸菌的数量差异显著(P0.05)。
【关键词】：绵羊 胃肠道 菌群 多样性
【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】：S826
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 文献综述12-20
• 1.1 胃肠道的研究概况12-13
• 1.1.1 胃肠道的概念12
• 1.1.2 胃肠道的功能12-13
• 1.1.3 胃肠道的研究进展13
• 1.2 胃肠道微生物的研究概况13-19
• 1.2.1 胃肠道的微生物13-14
• 1.2.2 胃肠道的丁酸产生菌14-15
• 1.2.3 胃肠道微生物的功能15-17
• 1.2.4 影响胃肠道微生物结构及多样性的因素17-19
• 1.3 胃肠道微生物现代分子生物学研究方法概况19-20
• 1.3.1 PCR-DGGE指纹图谱技术19
• 1.3.2 实时荧光定量PCR技术19-20
• 1.3.3 高通量测序技术20
• 2 研究目的及意义20-21
• 3 材料与方法21-27
• 3.1 试验材料21-22
• 3.1.1 试验动物21
• 3.1.2 主要仪器21-22
• 3.1.3 主要试剂22
• 3.2 试验方法22-26
• 3.2.1 样品的采集22
• 3.2.2 样品前处理及总DNA的制备22-23
• 3.2.3 样品的PCR-DGGE分析23-24
• 3.2.4 样品的实时荧光定量PCR分析24-25
• 3.2.5 样品的Illumina MiSeq高通量测序分析25-26
• 3.3 数据处理26-27
• 4 结果27-48
• 4.1 绵羊胃肠道样品的PCR-DGGE指纹图谱分析27-32
• 4.1.1 样品DNA的PCR扩增产物琼脂糖电泳检测结果27-28
• 4.1.2 绵羊胃肠道样品的PCR-DGGE指纹图谱分析结果28-32
• 4.1.3 条带的克隆测序分析结果32
• 4.2 绵羊胃肠道样品的Real-time PCR分析结果32-35
• 4.3 绵羊胃肠道样品的Illumina MiSeq高通量测序结果35-48
• 4.3.1 OTU及其丰度分析35-40
• 4.3.2 单个样品复杂性分析40-43
• 4.3.3 样品间复杂度比较分析(n≥3)43-44
• 4.3.4 不同样品物种组成聚类分析(n≥3)44-45
• 4.3.5 胃肠道样品组间显著性差异分析(n≥2)45-48
• 5 讨论48-52
• 5.1 胃肠道样品的PCR-DGGE指纹图谱分析48-49
• 5.2 胃肠道样品的实时荧光定量PCR分析49-51
• 5.3 胃肠道样品的Illumina MiSeq测序分析51-52
• 6 结论52-53
• 参考文献53-63
• 致谢63-64
• 攻读学位期间发表的学术论文目录64

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本文编号：1103699