基于高通量测序分析入境羊毛微生物群落结构特征
发布时间：2021-06-01 23:17
目的通过高通量测序的方法了解来自5个国家5批入境羊毛表面携带的致病菌和微生物群落结构特征,为国境卫生以及传染病预防提供有效的数据支撑。方法通过浸泡搅拌震荡的方法收集5批羊毛样本表面的总细菌并提取DNA,采用Illumina Miseq高通量测序的方法,主要分析比较5批羊毛样本的α-多样性指数、微生物群落结构以及致病菌。结果α-多样性指数的结果表明5批羊毛表面微生物群落结构的多样性具有明显差异,其中德国样本的多样性最高,法国样本的多样性最低,美国、阿根廷、比利时则介于之间。主成分分析结果表明德国和比利时样本的微生物组成相似度较高且与其他3个国家之间的微生物群落结构组成有明显差异。微生物群落结构的16S绝对定量结果表明在微生物总量绝对丰度层面美国>阿根廷>德国>比利时>法国,阿根廷、德国、比利时3个国家的羊毛表面微生物以变形菌门（Proteobacteria）为主,厚壁菌门（Firmicutes）其次,而美国、法国以厚壁菌门（Firmicutes）为主,变形菌门（Proteobacteria）其次。在种属水平上,5批羊毛样本均检测出鲁氏不动杆菌（Acinetobac...
【文章来源】：中国人兽共患病学报. 2020,36(06)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
5批羊毛的样本稀释曲线图
样本的Alpha多样性指数(表1)常常用来反映样本的物种丰富度以及多样性,其中Chao1指数和ACE指数是生态学中用来估计物种丰富度的常用指标,指数越大,表明群落的丰富度越高;Shannon指数反映多样性指标,其值越大说明群落物种的多样性越高;Simpson指数常用来反映物种的优势度;5个样本Chao1指数平均值为220.08,ACE指数平均值为219.78,Shannon指数平均值为2.30,Simpson指数平均值为0.21,其中法国的Shannon指数明显低于其他4个国家且Simpson指数高于其他4个国家,说明此次研究采集的样本中法国的样本群落结构多样性相对于其他4个国家处于较低的水平。使用主成分分析(PCA)的方法展示本次采集的5个样本微生物群落结构之间的差异。结果见图2,由图可见,除德国和比利时2个国家样本点距离较近,其余3个样本距离均相距较远,说明本次采集样本中来自不同国家的羊毛表面的微生物组成有差异,其中PC1贡献度为49.16%,PC2贡献度为29.34%。
通过与数据库的比对,对OTU进行了注释。在门水平上(图3),本次采集5个样本共测出的微生物门类按平均丰度大小依次为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、Candidatus_Saccharibacteri、软壁菌门(Tenericutes)、广古菌门(Euryarchaeota)、浮霉菌门(Planctomycetes);其中来自阿根廷、德国和比利时的羊毛表面微生物以变形菌门为主,占比超50%,厚壁菌门次之;而美国和法国则与另外3个国家趋势相反,微生物以厚壁菌门为主,占比超50%,变形菌门次之;在微生物总量绝对丰度层面美国>阿根廷>德国>比利时>法国。属水平的微生物组成结果如图4所示,本次采集5个样本共注释到122个属,其中丰度高于1%的有15个属,阿根廷、德国和比利时3个国家丰度较高的3个菌属分别是不动杆菌属(Acinetobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas);美国丰度前3的菌属为芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、土壤芽孢杆菌属(Solibacillus);法国丰度前3的菌属是土壤芽孢杆菌属(Solibacillus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、解鸟氨酸芽孢杆菌属(Ornithinibacillus)。种水平(图5)共注释到了103个种,其中包括一些常见的条件性致病菌:鲁氏不动杆菌(Acinetobacter_lwoffii)、黄褐假单胞菌(Pseudomonas_fulva)、肠沙门菌(Salmonella_enterica)、嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas_maltophilia)。为进一步揭示微生物群落结构在OTU水平的分布特征,基于OTU水平绘制了韦恩图(图6),如图6所示,本次采集样本中美国、阿根廷、德国、比利时、法国各个样本包含的OTU数目分别为194、189、263、149、188个,其中德国的OTU多样性最高,为263个;比利时的OTU多样性最低,为149个。5批羊毛所共有的OTU为81个,美国、阿根廷、德国、法国每个国家所独有的OTU为10、19、47、22个,比利时独有的OTU为0个。图4 样本在属水平分类等级上的微生物组成
本文编号：3210349
【文章来源】：中国人兽共患病学报. 2020,36(06)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
5批羊毛的样本稀释曲线图
样本的Alpha多样性指数(表1)常常用来反映样本的物种丰富度以及多样性,其中Chao1指数和ACE指数是生态学中用来估计物种丰富度的常用指标,指数越大,表明群落的丰富度越高;Shannon指数反映多样性指标,其值越大说明群落物种的多样性越高;Simpson指数常用来反映物种的优势度;5个样本Chao1指数平均值为220.08,ACE指数平均值为219.78,Shannon指数平均值为2.30,Simpson指数平均值为0.21,其中法国的Shannon指数明显低于其他4个国家且Simpson指数高于其他4个国家,说明此次研究采集的样本中法国的样本群落结构多样性相对于其他4个国家处于较低的水平。使用主成分分析(PCA)的方法展示本次采集的5个样本微生物群落结构之间的差异。结果见图2,由图可见,除德国和比利时2个国家样本点距离较近,其余3个样本距离均相距较远,说明本次采集样本中来自不同国家的羊毛表面的微生物组成有差异,其中PC1贡献度为49.16%,PC2贡献度为29.34%。
通过与数据库的比对,对OTU进行了注释。在门水平上(图3),本次采集5个样本共测出的微生物门类按平均丰度大小依次为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)、Candidatus_Saccharibacteri、软壁菌门(Tenericutes)、广古菌门(Euryarchaeota)、浮霉菌门(Planctomycetes);其中来自阿根廷、德国和比利时的羊毛表面微生物以变形菌门为主,占比超50%,厚壁菌门次之;而美国和法国则与另外3个国家趋势相反,微生物以厚壁菌门为主,占比超50%,变形菌门次之;在微生物总量绝对丰度层面美国>阿根廷>德国>比利时>法国。属水平的微生物组成结果如图4所示,本次采集5个样本共注释到122个属,其中丰度高于1%的有15个属,阿根廷、德国和比利时3个国家丰度较高的3个菌属分别是不动杆菌属(Acinetobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas);美国丰度前3的菌属为芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、土壤芽孢杆菌属(Solibacillus);法国丰度前3的菌属是土壤芽孢杆菌属(Solibacillus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、解鸟氨酸芽孢杆菌属(Ornithinibacillus)。种水平(图5)共注释到了103个种,其中包括一些常见的条件性致病菌:鲁氏不动杆菌(Acinetobacter_lwoffii)、黄褐假单胞菌(Pseudomonas_fulva)、肠沙门菌(Salmonella_enterica)、嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas_maltophilia)。为进一步揭示微生物群落结构在OTU水平的分布特征,基于OTU水平绘制了韦恩图(图6),如图6所示,本次采集样本中美国、阿根廷、德国、比利时、法国各个样本包含的OTU数目分别为194、189、263、149、188个,其中德国的OTU多样性最高,为263个;比利时的OTU多样性最低,为149个。5批羊毛所共有的OTU为81个,美国、阿根廷、德国、法国每个国家所独有的OTU为10、19、47、22个,比利时独有的OTU为0个。图4 样本在属水平分类等级上的微生物组成
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