高通量测序技术分析无特定病原体级实验小鼠肠道的菌群组成

发布时间：2020-11-10 03:40

　　 目的:应用高通量测序技术检测无特定病原体(specific pathogen free, SPF)级实验小鼠肠道的菌群组成,分析其细菌携带状况。方法:应用高通量测序技术,对14个品系共65只SPF级实验小鼠的回盲部肠道内容物样本中细菌16S r RNA V3～V4区进行深度测序,分析样本的菌群组成、丰度和Alpha多样性,并在属水平上筛选葡萄球菌属、假单胞菌属、支原体和棒状杆菌属。结果:65只SPF级健康成年小鼠的肠道内容物样本经数据过滤和质控后,共得到144 318条高质量序列用于后续分析,结果提示相同品系样品间菌群丰度表现出明显的差异。所有样本的序列主要集中在以下8个门,依次为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobia)、放线菌门(Actinobacteria)、Saccharibacteria、软壁菌门(Tenericutes)和螺旋菌门(Spirochaetae)。在属水平上检测到了葡萄球菌属、假单胞菌属、支原体和棒状杆菌属。结论:相同品系的SPF级实验小鼠肠道菌群在物种组成、丰度及Alpha多样性方面也会表现出显著差异,有必要致力于研究各种方法以使实验动物的肠道菌群在可控和可监测范围内,高通量测序技术提供了这一可能。
【部分图文】：

65只SPF级健康成年小鼠的回盲部肠道内容物样本，经数据过滤和质控后得到144 318条高质量序列用于后续分析，这些序列长度集中在421～460 bp之间（见图1）。经开放读码框OUT聚类，65个样本高通量测序数据的片段可以聚类为972个OUT。二、Alpha多样性分析结果

1.在门水平上样品物种分布情况：基于OTU聚类对V3～V4区序列在门水平上的样品数据统计，发现本实验所有样本的序列主要集中在以下8个门，依次为厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、变形菌门（Proteobacteria）、疣微菌门（Verrucomicrobia）、放线菌门（Actinobacteria）、Saccharibacteria、软壁菌门（Tenericutes）和螺旋菌门（Spirochaetae），以厚壁菌门和拟杆菌门为主，除样本33～36外，这二类基本占所有菌群门水平的60%以上。样本33～36以变形菌门（Proteobacteria）为优势菌群；样本39、40、47和52则以厚壁菌门为优势菌群（见图4）。2.在属水平上样本物种分布情况：本组各样本在属分类水平上菌群结构组成见图5。

2.在属水平上样本物种分布情况：本组各样本在属分类水平上菌群结构组成见图5。在ICR品系小鼠中，样本33～36表现为Enterobacteriaceae＿unclassified丰度较高，分别为89.1%、90.3%、89.2%和77.3%，显著高于其他小鼠的丰度。样本33～36中类芽孢杆菌属（Paenibacillus sp.）丰度分别为9.6%、9.4%、9.6%和21.4%；样本39和40号来自品系C57BL/6，其类芽孢杆菌属丰度分别为20.8%和33.0%，以上6个样本该菌属丰度显著高于其他小鼠。同样，在样本39和40中,狭义梭菌属（Clostridium＿sensu＿stricto＿1）丰度分别为75.2%和61.0%，亦显著高于其他小鼠。针对本研究的目的菌属，样本39和40中葡萄球菌属（Staphylococcus）的丰度分别为2.3%和2.6%，葡萄球菌属还存在于其他部分样本中，其在各样本中的丰度见表8。
【参考文献】

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【共引文献】

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