新西兰兔在SPF与常规选育环境下盲肠转录组与代谢组以及微生物菌群的比较
发布时间：2021-01-19 01:45
动物的性状受到遗传因素和环境因素的共同影响。为了探讨动物性状选育过程中的环境影响,本实验选用从美国引进的同一批新西兰兔,分别置于常规选育环境和SPF选育环境中连续培育十年。两种环境下各选取6只45日龄的新西兰兔,主要研究了肠道微生物菌群以及机体代谢等方面的差异,同时寻求两种选育环境下的生长免疫性状、基因表达、代谢产物和肠道微生物构成等存在的关联,分析探讨选育环境对性状形成的影响。本实验首先比较了两种不同环境下新西兰兔生长、免疫等性状的差异,然后进行了微生物组,非靶向代谢组和转录组测序的差异比较,最后,运用荧光定量PCR的方法进行验证。主要研究结果如下:（1）从屠宰指标来看,SPF环境下的新西兰兔胴体重等指标高于常规环境下的新西兰兔（21.65±1.54 g）,但是器官重量从整体来说低于常规环境下的新西兰兔。结合实验室前期对两种不同环境下新西兰兔血液生理生化指标的测量,可以得出虽然SPF环境下的新西兰兔生长速度较常规环境下新西兰兔快,但其免疫力却低于常规环境下的新西兰兔。（2）由16SrRNA测序结果可知,常规环境下的新西兰兔肠道微生物多样性显著高于SPF环境下的新西兰兔。分别对两种不同...
【文章来源】： 赵玉晓 山东农业大学
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1两种不同环境下新西兰兔的肠道菌群的门水平占比比较
新西兰兔在SPF与常规选育环境下盲肠转录组与代谢组以及微生物菌群的比较30图5两种不同环境下新西兰兔盲肠总RNA琼脂糖凝胶电泳图谱Fig5TotalRNAextractedfromcecumofNewZealandrabbits.由图5可见，RNA的条带清晰，亮度高，这说明RNA纯度高，无明显蛋白质等杂质污染，可以用于后续的测序实验中。3.2.2.2转录组测序数据概述转录组测序使用BGISEQ-500平台共测量6个样本（常规环境下新西兰兔3只，SPF环境下新西兰兔3只），平均每个样本有21.39M数据。基因组比对的平均比率为85.6%，基因集比对的平均比率为74%，均符合数据比率的要求，总共检测到17793个基因。3.2.2.3两种不同环境下新西兰兔的差异表达基因本研究基于“数字基因表达谱的意义”，采用严谨的算法识别两组样本中差异表达的基因。结果显示共发现差异表达基因1678个，根据Rawreads和TMP（每百万cleantags中转录本数）的统计标准，与常规环境下新西兰兔相比，SPF环境下新西兰兔的结果中总共显示下调基因有1292个，上调基因有386个。最后，我们通过GO分析和KEGGPathway的综合分析筛选出了13个差异表达基因，其中包括上调基因7个，下调基因6个。3.2.2.4差异基因功能GO分析对筛选的差异基因进行基因功能GO分析，结果显示：在生物过程（BiologicalProcess）
山东农业大学硕士学位论文31层面，常规环境下新西兰兔和SPF环境下新西兰兔的差异基因主要涉及的生理生化过程包括：免疫应答（Immuneresponse）、肠平滑肌收缩（Intestinesmoothmusclecontraction）、防御反应（Defenseresponse）、白细胞迁移正调控（Positiveregulationofleukocytemigration）、淋巴细胞迁移正调控（Positiveregulationoflymphocytemigration）以及刺激反应（Responsetostimulus）等（如图6所示）。图6常规环境与SPF环境下新西兰兔差异基因GO富集分析Fig6GOenrichmentanalysisofdifferentialgenesinNewZealandrabbitsoftwodifferentenvironments.3.2.2.5两种不同环境下差异基因的KEGG通路富集分析将筛选得到的差异基因导入KEGG数据库中，结果表明富集的通路（P<0.05）包括以下几条：信号分子和相互作用（细胞因子受体相互作用以及刺激神经配体受体相互作用）、免疫疾病（炎症性肠道疾并风湿性关节炎和移植物抗宿主病）病毒传染性疾病（丙型肝炎、甲型流感和麻疹）、细菌传染性疾病（沙门氏菌感染、百日咳和肺结核）、免疫系统（胞质DNA感应通路、趋化因子信号通路和NOD样受体信号通路）以及信号转导（第二信使信号通路和核因子B信号通路）等（如表8所示）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]肠黏膜屏障与肠道菌群的相互关系[J]. 黄艳芬,刘湘红,伍浩,徐美华. 中国微生态学杂志. 2019(12)
[2]短链脂肪酸的生理功能及其在仔猪生产中的应用[J]. 蔡懿鑫,蒋慧姣,孔祥峰,贺建华. 中国畜牧杂志. 2019(11)
[3]免疫与肠道微生态[J]. 戴申倩. 协和医学杂志. 2019(03)
[4]成年人不同阶段肠道菌群及其代谢差异的研究[J]. 陈军奎,刘伟,王欣,皮雄娥,费迪波,朱立颖. 胃肠病学和肝病学杂志. 2019(03)
[5]肠道菌群、机体免疫与肿瘤放射治疗关系的研究进展[J]. 张芮,李琴,乔云锋,韩江龙,王诗杰,黄柯洁,付振明. 中国医学创新. 2019(08)
[6]短链脂肪酸在免疫调节和免疫相关性疾病中的作用[J]. 王佳,张升校,郝育飞,孙何花,茹晋丽,李小峰. 中华临床免疫和变态反应杂志. 2019(01)
[7]仔猪肠道微生物代谢产物及益生菌的调控作用[J]. 朱翠,王少磊,蒋宗勇,陈庄. 动物营养学报. 2019(04)
[8]实时荧光定量PCR技术的原理及其应用[J]. 安钢力. 中国现代教育装备. 2018(21)
[9]肠道微生物及其代谢产物对动物免疫机能的影响[J]. 李星,曹振辉,林秋叶,潘洪彬. 动物营养学报. 2019(02)
[10]肠道菌群对糖脂代谢影响的研究进展[J]. 杨俊,王健宇,陈茏,周飞,曾哲灵,文学方. 微生物学通报. 2019(05)
博士论文
[1]猪肠道菌群组成的宿主遗传基础及其与血糖、血脂的相关研究[D]. 黄晓畅.江西农业大学 2018
[2]应用焦磷酸测序技术对不同人群肠道微生物群落结构的研究[D]. 郭壮.江南大学 2013
[3]肠道菌—宿主代谢物组的分析平台的建立及应用[D]. 郑晓皎.上海交通大学 2013
[4]人体肠道菌群结构与宿主代谢的相关性研究[D]. 李旻.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]新西兰兔在SPF和常规选育环境下免疫特点差异研究[D]. 王明君.山东农业大学 2019
[2]间歇性断食对肠道菌群及宿主代谢的影响[D]. 容祖华.南方医科大学 2017
[3]生土豆淀粉日粮对猪结肠和肝脏基因表达和代谢的影响[D]. 孙越.南京农业大学 2016
[4]不同等级环境中肉兔骨骼肌性状与MyoG基因表达量及其DNA甲基化分析[D]. 曹永慧.山东农业大学 2016
[5]肠道菌群对仔鸡肠道黏膜结构、免疫功能及脂肪代谢的影响[D]. 吴娟娟.江西农业大学 2015
[6]五种弧菌实时荧光定量PCR检测方法的建立[D]. 鞠明霞.南京农业大学 2015
[7]不同猪种间肠道微生物菌群以及生长相关指标的比较[D]. 杨利娜.南京农业大学 2014
[8]趋化因子CCL19和CCL21及其受体CCR7与冠心病的关联研究及功能分析[D]. 蔡文芝.辽宁医学院 2013
[9]鹅肠道细菌多样性的分子生态学初步研究[D]. 徐敏娟.扬州大学 2008
[10]无菌兔模型建立的规范化以及不同级别新西兰兔生物学特性的比较[D]. 李增强.中国协和医科大学 2008
本文编号：2986086
【文章来源】： 赵玉晓 山东农业大学
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1两种不同环境下新西兰兔的肠道菌群的门水平占比比较
新西兰兔在SPF与常规选育环境下盲肠转录组与代谢组以及微生物菌群的比较30图5两种不同环境下新西兰兔盲肠总RNA琼脂糖凝胶电泳图谱Fig5TotalRNAextractedfromcecumofNewZealandrabbits.由图5可见，RNA的条带清晰，亮度高，这说明RNA纯度高，无明显蛋白质等杂质污染，可以用于后续的测序实验中。3.2.2.2转录组测序数据概述转录组测序使用BGISEQ-500平台共测量6个样本（常规环境下新西兰兔3只，SPF环境下新西兰兔3只），平均每个样本有21.39M数据。基因组比对的平均比率为85.6%，基因集比对的平均比率为74%，均符合数据比率的要求，总共检测到17793个基因。3.2.2.3两种不同环境下新西兰兔的差异表达基因本研究基于“数字基因表达谱的意义”，采用严谨的算法识别两组样本中差异表达的基因。结果显示共发现差异表达基因1678个，根据Rawreads和TMP（每百万cleantags中转录本数）的统计标准，与常规环境下新西兰兔相比，SPF环境下新西兰兔的结果中总共显示下调基因有1292个，上调基因有386个。最后，我们通过GO分析和KEGGPathway的综合分析筛选出了13个差异表达基因，其中包括上调基因7个，下调基因6个。3.2.2.4差异基因功能GO分析对筛选的差异基因进行基因功能GO分析，结果显示：在生物过程（BiologicalProcess）
山东农业大学硕士学位论文31层面，常规环境下新西兰兔和SPF环境下新西兰兔的差异基因主要涉及的生理生化过程包括：免疫应答（Immuneresponse）、肠平滑肌收缩（Intestinesmoothmusclecontraction）、防御反应（Defenseresponse）、白细胞迁移正调控（Positiveregulationofleukocytemigration）、淋巴细胞迁移正调控（Positiveregulationoflymphocytemigration）以及刺激反应（Responsetostimulus）等（如图6所示）。图6常规环境与SPF环境下新西兰兔差异基因GO富集分析Fig6GOenrichmentanalysisofdifferentialgenesinNewZealandrabbitsoftwodifferentenvironments.3.2.2.5两种不同环境下差异基因的KEGG通路富集分析将筛选得到的差异基因导入KEGG数据库中，结果表明富集的通路（P<0.05）包括以下几条：信号分子和相互作用（细胞因子受体相互作用以及刺激神经配体受体相互作用）、免疫疾病（炎症性肠道疾并风湿性关节炎和移植物抗宿主病）病毒传染性疾病（丙型肝炎、甲型流感和麻疹）、细菌传染性疾病（沙门氏菌感染、百日咳和肺结核）、免疫系统（胞质DNA感应通路、趋化因子信号通路和NOD样受体信号通路）以及信号转导（第二信使信号通路和核因子B信号通路）等（如表8所示）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]肠黏膜屏障与肠道菌群的相互关系[J]. 黄艳芬,刘湘红,伍浩,徐美华. 中国微生态学杂志. 2019(12)
[2]短链脂肪酸的生理功能及其在仔猪生产中的应用[J]. 蔡懿鑫,蒋慧姣,孔祥峰,贺建华. 中国畜牧杂志. 2019(11)
[3]免疫与肠道微生态[J]. 戴申倩. 协和医学杂志. 2019(03)
[4]成年人不同阶段肠道菌群及其代谢差异的研究[J]. 陈军奎,刘伟,王欣,皮雄娥,费迪波,朱立颖. 胃肠病学和肝病学杂志. 2019(03)
[5]肠道菌群、机体免疫与肿瘤放射治疗关系的研究进展[J]. 张芮,李琴,乔云锋,韩江龙,王诗杰,黄柯洁,付振明. 中国医学创新. 2019(08)
[6]短链脂肪酸在免疫调节和免疫相关性疾病中的作用[J]. 王佳,张升校,郝育飞,孙何花,茹晋丽,李小峰. 中华临床免疫和变态反应杂志. 2019(01)
[7]仔猪肠道微生物代谢产物及益生菌的调控作用[J]. 朱翠,王少磊,蒋宗勇,陈庄. 动物营养学报. 2019(04)
[8]实时荧光定量PCR技术的原理及其应用[J]. 安钢力. 中国现代教育装备. 2018(21)
[9]肠道微生物及其代谢产物对动物免疫机能的影响[J]. 李星,曹振辉,林秋叶,潘洪彬. 动物营养学报. 2019(02)
[10]肠道菌群对糖脂代谢影响的研究进展[J]. 杨俊,王健宇,陈茏,周飞,曾哲灵,文学方. 微生物学通报. 2019(05)
博士论文
[1]猪肠道菌群组成的宿主遗传基础及其与血糖、血脂的相关研究[D]. 黄晓畅.江西农业大学 2018
[2]应用焦磷酸测序技术对不同人群肠道微生物群落结构的研究[D]. 郭壮.江南大学 2013
[3]肠道菌—宿主代谢物组的分析平台的建立及应用[D]. 郑晓皎.上海交通大学 2013
[4]人体肠道菌群结构与宿主代谢的相关性研究[D]. 李旻.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]新西兰兔在SPF和常规选育环境下免疫特点差异研究[D]. 王明君.山东农业大学 2019
[2]间歇性断食对肠道菌群及宿主代谢的影响[D]. 容祖华.南方医科大学 2017
[3]生土豆淀粉日粮对猪结肠和肝脏基因表达和代谢的影响[D]. 孙越.南京农业大学 2016
[4]不同等级环境中肉兔骨骼肌性状与MyoG基因表达量及其DNA甲基化分析[D]. 曹永慧.山东农业大学 2016
[5]肠道菌群对仔鸡肠道黏膜结构、免疫功能及脂肪代谢的影响[D]. 吴娟娟.江西农业大学 2015
[6]五种弧菌实时荧光定量PCR检测方法的建立[D]. 鞠明霞.南京农业大学 2015
[7]不同猪种间肠道微生物菌群以及生长相关指标的比较[D]. 杨利娜.南京农业大学 2014
[8]趋化因子CCL19和CCL21及其受体CCR7与冠心病的关联研究及功能分析[D]. 蔡文芝.辽宁医学院 2013
[9]鹅肠道细菌多样性的分子生态学初步研究[D]. 徐敏娟.扬州大学 2008
[10]无菌兔模型建立的规范化以及不同级别新西兰兔生物学特性的比较[D]. 李增强.中国协和医科大学 2008
本文编号：2986086
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