兔盲肠内容物与上皮粘附微生物多样性及功能的比较研究

摘要

本研究利用宏基因组技术，比较研究兔盲肠内容物与上皮粘附微生物多样性及功能差异，以探讨兔盲肠微生物与宿主的互作关系。在相同环境饲喂相同全混合日粮的新西兰兔群中分别选取1、2、4、6月龄，体况健康、体重相似的新西兰兔子各6只，屠宰采集兔盲肠内容物和盲肠上皮组织样品。测定盲肠内容物的pH、挥发性脂肪酸(VFA)、氨态氮浓度，盲肠内容物和上皮组织的微生物多样性及微生物功能，试验结果显示:
　　1.随着月龄增加，兔子盲肠内容物的pH值逐渐上升，从6.31升至6.71;总挥发性脂肪酸浓度稳定在33.15～44.13nmol/g，乙酸丙酸比值没有显著差异（P＞0.05）,比值维持在9.81～11.17;氨态氮浓度1.50～5.34mg/g，随着月龄显著降低（P＜0.05）。
　　2.16S rDNA高通量测序，共获得有效序列356068条，除2月龄上皮样品外，其余样品覆盖率在66～86％。在97％相似度情况下，盲肠内容物1～6月龄的OTU数分别为3173、3302、3012和3654，盲肠上皮组织1～6月龄的OTU数分别为3471、4532、3433和5330。兔盲肠内容物和上皮微生物以厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门为主。厚壁菌门在盲肠内容物的含量(83.36～84.70％)和盲肠上皮组织的含量(77.14～85.72％)无显著差异（P＞0.05），拟杆菌门在盲肠内容物的含量(6.61～9.83％)显著高于（P＜0.05）盲肠上皮组织的含量(3.22～4.13％)，变形菌门在盲肠内容物的含量(0.34～0.57％)显著低于（P＜0.05）盲肠上皮组织的含量(6.97～13.92％)。变形茵门在盲肠上皮组织中存在60个菌属，在盲肠内容物中仅存在着8个菌属，且只有草酸杆菌属、弯曲菌属为两者共有的菌属。荧光定量PCR结果显示，埃希氏杆菌属在盲肠内容物中的数量（9.52×107copies/g）显著低于(P＜0.05)在盲肠上皮组织中的数量(1.08×1010copies/g)。
　　3.基于16S rDNA基因进行功能预测的结果显示，无论在盲肠内容物还是上皮组织中，参与纤维素降解这个功能的菌群所占比例最大，分别为26.93％和24.14％。参与脱卤作用的菌群在盲肠内容物中含量(11.02％)远高于在上皮组织中的含量(4.00％)。与氨氧化细菌相关的菌群在盲肠上皮组织的含量(23.70％)远高于其在盲肠内容物中的含量(11.00％)。
　　4.宏基因组结果显示，兔盲肠内容物中的微生物侧重碳水化合物(15.75～18.40％)，而盲肠上皮组织中的微生物则侧重于蛋白质(20.55～26.47％)。调控和细胞信号是唯一一类只存在于兔子盲肠上皮组织中(5.88％)而不存在与盲肠内容物的功能。
　　综上所述，兔盲肠上皮中的微生物种类和数量与内容物中的微生物存在差异，而这些差异微生物在功能上的差异又与宿主的消化、吸收代谢、健康状况等息患相关。

目录

声明

图表一览表

缩略词

摘要

第一章 文献综述

1 不同的生理结构孕育不同的微生物区系

1．1 植物的微生物区系

1．2 动物的微生物区系

2 影响动物肠道曹群的因素

3 研究微生物的分子生态学技术

3．1 16S rDNA

3．2 基因序列分析

4 本研究课题的目的和内容

4．1 研究目的

4．2 研究内容

第二章 兔子盲肠微生物区系的分布

1 试验动物与饲养管理

2 样品采集

3 测定参数与方法

3．1 发酵参数的测定

3．2 微生物多样性测定与分析

3．3 微生物绝对定量

4 结果与分析

4．1 兔子盲肠内环境检测

4．2 454焦磷酸测序结果

4．3 多样性分析

4．4 物种分类

4．5 绝对定量

第三章 兔盲肠徼生物区系的功能分析

1．基于16S的功能预测

2．宏基因组学技术

2．1 测序策略

2．2 构建文库

2．3 生物信息学分析

3．结果与讨论

3．1 16S功能预测

3．2 宏基因组测序结果

3．3 生物信息学分析结果

第四章 小论、创新点和后续研究展望

1 小结

2 创新点

3 后续研究展望

参考文献

附录

致谢