大熊猫粪便中微生物与寄生虫的宏转录组学分析
发布时间：2022-01-20 00:21
旨在探究大熊猫粪便中微生物组成以及耐药基因和寄生虫的真实情况。采集6只健康成年大熊猫的新鲜粪便,利用宏转录组学测序技术分析大熊猫粪便微生物组成及功能、耐药基因种类、丰度和寄生虫的组成,探讨优势细菌与耐药基因的相关性。结果表明,大熊猫粪便内微生物种类多样,包括细菌、真菌和病毒等,但以细菌为主。在门水平上,细菌类群中厚壁菌门（Firmicutes）和变形菌门（Proteobacteria）为优势菌门,在真菌菌门中担子菌门（Basidiomycota）、子囊菌门（Ascomycota）和毛霉亚门（Mucoromycota）相对丰度较高,雌性和雄性大熊猫粪便菌群丰度没有显著性差异（P>0.05）。Unigenes功能分析表明,大熊猫粪便微生物的功能主要涉及碳水化合物、氨基酸代谢等过程。在大熊猫粪便中共检测出25大类、304种耐药基因,其中,外排泵类基因的种类最多、相对丰度最高。此外,在大熊猫粪便中共发现63属126种寄生虫,寄生虫种包括线虫、绦虫和吸虫,其中,线虫为优势虫种。通过相关性分析发现,链球菌属（Streptococcus）、埃希杆菌属（Escherichia）、肠球菌属（Ent...
【文章来源】：畜牧兽医学报. 2020,51(11)北大核心CSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
大熊猫粪便内主要抗生素耐药基因分布Circos图
由于大熊猫这一物种的特殊性,难以直接从肠道内获取样品,因此,常以大熊猫粪便为试验样品,对其肠道微生物进行分析[2-3,8]。通过对宏转录组文库中的unigenes进行功能注释和富集分析,从基因层面分析了成年大熊猫粪便中微生物功能的整体表达特征。分析显示3个数据库结果基本一致,即成年大熊猫肠道微生物的功能主要涉及代谢过程,如COG分类中的碳水化合物运输、代谢与氨基酸运输和代谢,GO功能注释中的代谢过程,以及KEGG 通路中的碳水化合物代谢和氨基酸代谢等,此结果提示成年大熊猫的代谢活动较强。相关报道也表明,动物肠道微生物能够通过生化修饰参与营养物质的分解与加工促进宿主营养代谢, 哺乳动物血液中10%的代谢产物来自肠道微生物[15-16],而碳水化合物代谢和蛋白代谢这类代谢活动的优势地位在仔猪肠道微生物转录组学研究中也被发现[17]。通过富集分析发现少量雄性和雌雄大熊猫间的差异unigenes被注释到KEGG 通路的代谢相关通路中,表明雄性和雌雄大熊猫肠道微生物在代谢方面存在一定差异,这可能与雌雄大熊猫肠道菌群结构差异有关。此外,Baars等[18]研究发现雌雄生理过程受到不同的调节,不同性别小鼠的脂质代谢也受到肠道菌群的影响,其中雌雄胆汁酸水平的差异也可能影响导致脂质代谢的性别差异。图4 细菌(属水平)与耐药基因的相关性
在门水平,各样品中物种主要由细菌组成(41.12%～83.31%),厚壁菌门(15.67%～53.96%)和变形菌门(8.30%～45.30%)是成年大熊猫粪便中细菌菌群的两大主要门,其次为拟杆菌门(Bacteroidetes)(0.10%～0.83%)和放线菌门(Actinobacteria)(0.07%～0.35%)。圈养大熊猫粪便内均含有相对丰度含量较高的真菌为担子菌门(0.003%～0.07%)、子囊菌门(0.01%～0.05%)和毛霉亚门(0.001%～0.04%)。在属分类水平,总相对丰度大于1%的物种见表2,其相对丰度在雄性组(M1～M3)和雌性组(F1～F3) 没有显著性差异(P>0.05),物种由6个细菌菌属组成。梭菌(Clostridium)和链球菌在样品M2、F1、F2和F3中所占比列较高,在样品M1和M3中梭菌和Intestinibacter所占比列较高。结果显示,细菌梭菌和链球菌为 6只大熊猫粪便内的优势物种,平均相对丰度较高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大熊猫源致病大肠杆菌CCHTP全基因组测序及耐药和毒力基因分析[J]. 邓雯文,李才武,赵思越,李仁贵,何永果,吴代福,杨盛智,黄炎,张和民,邹立扣. 遗传. 2019(12)
[2]肠道噬菌体组与人体健康[J]. 王悦,陈倩. 微生物与感染. 2019(05)
[3]基于宏转录组学技术解析传统酸面团中微生物代谢机理[J]. 张国华,王伟,涂建,张纬珍,何国庆. 中国粮油学报. 2019(11)
[4]基于组学技术研究反刍动物瘤胃微生物及其代谢功能的进展[J]. 牛化欣,常杰,胡宗福,Wang Yuxi. 畜牧兽医学报. 2019(06)
[5]厌氧消化污泥微生物组研究方法及应用[J]. 余泽晖,梁志伟,李浩聪,鲁祺鸿,汪善全. 微生物学通报. 2019(08)
[6]野化培训与放归、野生大熊猫肠道菌群的组成和变化[J]. 晋蕾,周应敏,李才武,吴代福,李果,何永果,李蓓,黄炎,张和民,邹立扣. 应用与环境生物学报. 2019(02)
[7]蠕虫及肠道原虫感染与肠道菌群关系研究进展[J]. 徐梦,沈玉娟. 中国血吸虫病防治杂志. 2019(01)
[8]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)
[9]细菌耐药影响肠道菌群及其宿主免疫调控[J]. 高琰宇,毕文静,吴新颜,朱骁,罗义. 生物工程学报. 2018(08)
[10]基于高通量测序技术研究成年大熊猫肠道菌群[J]. 何永果,晋蕾,李果,李才武,李蓓,李伟,张亚辉,胡正泉,黄炎,张和民,邹立扣. 应用与环境生物学报. 2017(05)
本文编号：3597839
【文章来源】：畜牧兽医学报. 2020,51(11)北大核心CSCD
【文章页数】：13 页
【部分图文】：
大熊猫粪便内主要抗生素耐药基因分布Circos图
由于大熊猫这一物种的特殊性,难以直接从肠道内获取样品,因此,常以大熊猫粪便为试验样品,对其肠道微生物进行分析[2-3,8]。通过对宏转录组文库中的unigenes进行功能注释和富集分析,从基因层面分析了成年大熊猫粪便中微生物功能的整体表达特征。分析显示3个数据库结果基本一致,即成年大熊猫肠道微生物的功能主要涉及代谢过程,如COG分类中的碳水化合物运输、代谢与氨基酸运输和代谢,GO功能注释中的代谢过程,以及KEGG 通路中的碳水化合物代谢和氨基酸代谢等,此结果提示成年大熊猫的代谢活动较强。相关报道也表明,动物肠道微生物能够通过生化修饰参与营养物质的分解与加工促进宿主营养代谢, 哺乳动物血液中10%的代谢产物来自肠道微生物[15-16],而碳水化合物代谢和蛋白代谢这类代谢活动的优势地位在仔猪肠道微生物转录组学研究中也被发现[17]。通过富集分析发现少量雄性和雌雄大熊猫间的差异unigenes被注释到KEGG 通路的代谢相关通路中,表明雄性和雌雄大熊猫肠道微生物在代谢方面存在一定差异,这可能与雌雄大熊猫肠道菌群结构差异有关。此外,Baars等[18]研究发现雌雄生理过程受到不同的调节,不同性别小鼠的脂质代谢也受到肠道菌群的影响,其中雌雄胆汁酸水平的差异也可能影响导致脂质代谢的性别差异。图4 细菌(属水平)与耐药基因的相关性
在门水平,各样品中物种主要由细菌组成(41.12%～83.31%),厚壁菌门(15.67%～53.96%)和变形菌门(8.30%～45.30%)是成年大熊猫粪便中细菌菌群的两大主要门,其次为拟杆菌门(Bacteroidetes)(0.10%～0.83%)和放线菌门(Actinobacteria)(0.07%～0.35%)。圈养大熊猫粪便内均含有相对丰度含量较高的真菌为担子菌门(0.003%～0.07%)、子囊菌门(0.01%～0.05%)和毛霉亚门(0.001%～0.04%)。在属分类水平,总相对丰度大于1%的物种见表2,其相对丰度在雄性组(M1～M3)和雌性组(F1～F3) 没有显著性差异(P>0.05),物种由6个细菌菌属组成。梭菌(Clostridium)和链球菌在样品M2、F1、F2和F3中所占比列较高,在样品M1和M3中梭菌和Intestinibacter所占比列较高。结果显示,细菌梭菌和链球菌为 6只大熊猫粪便内的优势物种,平均相对丰度较高。
【参考文献】：
期刊论文
[1]大熊猫源致病大肠杆菌CCHTP全基因组测序及耐药和毒力基因分析[J]. 邓雯文,李才武,赵思越,李仁贵,何永果,吴代福,杨盛智,黄炎,张和民,邹立扣. 遗传. 2019(12)
[2]肠道噬菌体组与人体健康[J]. 王悦,陈倩. 微生物与感染. 2019(05)
[3]基于宏转录组学技术解析传统酸面团中微生物代谢机理[J]. 张国华,王伟,涂建,张纬珍,何国庆. 中国粮油学报. 2019(11)
[4]基于组学技术研究反刍动物瘤胃微生物及其代谢功能的进展[J]. 牛化欣,常杰,胡宗福,Wang Yuxi. 畜牧兽医学报. 2019(06)
[5]厌氧消化污泥微生物组研究方法及应用[J]. 余泽晖,梁志伟,李浩聪,鲁祺鸿,汪善全. 微生物学通报. 2019(08)
[6]野化培训与放归、野生大熊猫肠道菌群的组成和变化[J]. 晋蕾,周应敏,李才武,吴代福,李果,何永果,李蓓,黄炎,张和民,邹立扣. 应用与环境生物学报. 2019(02)
[7]蠕虫及肠道原虫感染与肠道菌群关系研究进展[J]. 徐梦,沈玉娟. 中国血吸虫病防治杂志. 2019(01)
[8]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)
[9]细菌耐药影响肠道菌群及其宿主免疫调控[J]. 高琰宇,毕文静,吴新颜,朱骁,罗义. 生物工程学报. 2018(08)
[10]基于高通量测序技术研究成年大熊猫肠道菌群[J]. 何永果,晋蕾,李果,李才武,李蓓,李伟,张亚辉,胡正泉,黄炎,张和民,邹立扣. 应用与环境生物学报. 2017(05)
本文编号：3597839
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