龋病人群唾液菌群结构多样性及其与pH、铁的相关性研究

发布时间：2017-08-15 17:12

  本文关键词：龋病人群唾液菌群结构多样性及其与pH、铁的相关性研究

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【摘要】：目的:该研究中拟用Illumina Miseq高通量测序技术分析甘肃省43名受试人群的唾液菌群结构多样性,同时测定样本pH及铁元素含量并分析唾液微生物群落结构多样性与pH、铁元素的相关性,为深入了解龋病的发病原因及发展过程奠定理论基础,为预防及治疗龋病提供新的研究思路。方法:选取年龄为24~56岁受试人群43人,其中龋病组唾液样本21例(CA组,DMFT≥1),健康组唾液样本22例(HE组,DMFT=0)。提取样本细菌DNA,利用Illumina MiSeq测序平台对43例样本DNA的16S r RNA V3-V4区进行测序,对结果进行生物信息学分析。并对两组唾液样本pH及铁元素含量进行检测,后采用RDA分析43例样本与唾液pH及铁元素的相关性。结果:1.Beta多样性分析结果显示:两组样本的微生物群落结构呈现出不同的特点,该差异受丰度不同的影响;菌群结构在各样本间的差异表现为CA组更大。2.龋病组与健康组的优势菌门分别为:变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、梭杆菌门(Fusobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、螺旋体门(Spirochaetes);优势菌属分别为:奈瑟菌属(Neisseria)、链球菌属(Streptococcus)、普雷沃菌属(Prevotella)、卟啉单胞菌属(Porphyromonas)、Lautropia、拟普雷沃菌属(Alloprevotella)、密螺旋体属(Treponema)、梭杆菌属(Fusobacterium)、二氧化碳嗜纤维菌属(Capnocytophaga)、韦荣球菌属(Veillonella)、嗜血杆菌属(Terrahaemophilus)、纤毛菌属(Leptotrichia)、放线菌属(Actinomyces)、新月形单胞菌属(Selenomonas)、迪茨氏菌属(Dietzia)、颗粒链菌属(Granulieatell)。3.拟杆菌门和卟啉单胞菌属的相对丰度在HE组更高;而新月形单胞菌属和迪茨氏菌属的相对丰度则在CA组中更高(P0.05)。4.存在20种低丰度(相对丰度0.01%)菌属:双歧杆菌(Bifidobacterium)、肠杆菌属(Enterobacter)、红环菌属(Rhodocyclus)、Pseudomonas、不动杆菌属(Acinetobacter)、丙酸杆菌属(Propionibacterium)、纤发菌属(Leptothrix)、代尔夫特菌属(Delftia)、欧陆森氏菌(Olsenella)、罗尔斯通菌属(Ralstonia)、乳球菌属(Lactococcus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、光冈菌属(Mitsuokella)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、埃希氏杆菌属(Escherichia)、斯莱克氏菌属(Slackia)、短波单胞菌属(Brevundimonas)、Scardovia、赤微菌属(Erythromicrobium)、营养缺陷菌属(Abiotrophia),以上各菌属皆呈现出在CA组中相对丰度更高的特点(P0.05)。5.物种网络分析图显示在龋病组中相对丰度更高(P0.05)的丙酸杆菌属与新月形单胞菌属存在正相关关系;迪茨氏菌属则间接与丙酸杆菌属存在正相关关系。6.功能基因测序结果显示,两组样本相对丰度较高的功能基因分别为膜运输功能(Membrane Transport)、复制和修复功能(Replication and Repair)、氨基酸代谢功能(Amino Acid Metabolism)以及碳水化合物代谢功能(Carbohydrate Metabolism)。7.唾液pH检测检测结果显示:CA组pH低于HE组pH(P0.05);铁元素检测结果为:CA组Fe含量高于HE组Fe含量(P0.05)。8.43个样本与pH及铁元素作为环境因子进行RDA分析,结果显示龋病组与铁元素存在正相关关系,与pH成负相关关系。结论:龋病唾液菌群落关系可能为互利共生;菌群落结构和环境因子间关系密切,可能受pH、铁元素的作用;龋病的发病原因可能是微生物群落结构多样性、唾液酸碱性、微量元素等多因素综合作用的结果。
【关键词】：龋病 菌群结构 pH 铁元素
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R781.1
【目录】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 前言10-13
• 1.1 龋病10
• 1.2 唾液10
• 1.3 微生物10-11
• 1.4 pH及微量元素铁11-12
• 1.5 16S rRNA高通量测序技术12-13
• 第二章 材料与方法13-20
• 2.1 材料13-14
• 2.1.1 主要实验仪器13
• 2.1.2 主要实验试剂13-14
• 2.2 样本采集方法14
• 2.2.1 样本的筛选14
• 2.2.2 样本的采集14
• 2.3 样本细菌DNA提取14-16
• 2.3.1 样品预处理14-15
• 2.3.2 实验前准备15
• 2.3.3 具体实验步骤15-16
• 2.4 生物信息学分析16-19
• 2.4.1 优质序列的获取16-17
• 2.4.2 OTU聚类及注释17-18
• 2.4.3 稀释曲线18
• 2.4.4 Alpha多样性分析18
• 2.4.5 样品群落组成分析18
• 2.4.6 Beta多样性分析18-19
• 2.5 物种相关性分析19
• 2.6 群落功能基因预测19
• 2.7 pH测定19-20
• 2.7.1 设置pH仪并对pH仪读数进行校准19-20
• 2.7.2 pH测定20
• 2.8 铁元素测定20
• 2.9 分析pH及铁元素在CA组与HE组差异20
• 第三章 实验结果与分析20-44
• 3.1 样本基本信息20-22
• 3.2 龋病组及健康组的序列丰度及多样性分析22-23
• 3.3 生物信息学分析结果23-34
• 3.3.1 Venn图23-24
• 3.3.2 稀释曲线24-25
• 3.3.3 Alpha多样性25-27
• 3.3.4 Shannon-Wiener曲线27-28
• 3.3.5 微生物物种分布图28-30
• 3.3.6 物种丰度差异分析30-32
• 3.3.7 低丰度的差异属32-34
• 3.4 CA组及HE组唾液菌群结构比较34-36
• 3.4.1 UniFrac PCo A（UniFrac principal coordinates analysis）分析34-35
• 3.4.2 主成分分析（principal components analysis, PCA）35-36
• 3.5 物种分析36-38
• 3.5.1 物种相关性分析（Species correlation analysis）36-38
• 3.6 群落功能基因预测(The prediction of community functional genes)38-39
• 3.7 pH值与铁元素检测39-43
• 3.7.1 pH值检测39-41
• 3.7.2 铁(Fe)元素检测41-43
• 3.8 冗余分析(Redundancy analysis, RDA)43-44
• 第四章 讨论44-48
• 第五章 结论48-50
• 参考文献50-55
• 在学期间的研究成果55-56
• 致谢56

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 樊明文;;龋病病因及免疫预防[J];中国实用口腔科杂志;2008年10期

2 黄庆生,王加启;16Sr RNA/rDNA序列分析技术在瘤胃细菌微生态系统研究中的应用[J];中国畜牧兽医;2003年01期

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本文编号：679337