猪肠道细菌菌群结构分析
猪肠道内微生物与其宿主间有着紧密的联系，本研究旨在了解猪肠道核心菌群结构，及不同肠断中菌群结构特性，探讨其在不同肠断内的功能，进一步探究肠道微生物与宿主之间的相互作用。本研究从NCBI网站中SRA数据库中得到2425份猪不同肠断肠道微生物样品，使用QIIME软件对原始数据进行整理、过滤后，数据进行OTU（Operational Taxonomic Units）聚类分析，然后对不同肠断、品种、性别猪肠道微生物菌群结构进行比较分析。QIIME聚类分析共得到1115个OTUs，主要属于厚壁菌门(62.45%)、拟杆菌门(23.42%)、变形菌门(7.95%)、螺旋体门(2.53%)、放线菌门(1.40%)和梭杆菌门(1.38%)等。不同性别猪肠道微生物菌群结构基本一致，而不同肠断及不同品种猪肠道微生物菌群结构差异较大。研究结果显示，猪肠道微生物菌群结构复杂，仍存在大量未分类细菌，不同肠断和不同品种均会在一定程度上影响肠道微生物菌群结构。
目录
摘要3
关键词3
Abstract.3
Key words..3
前言.4
1 材料与方法...4
1.1 猪肠道细菌菌群数据收集与整理.....................................................................4
1.2 肠道细菌菌群结构分析.............................5
1.3 不同肠断细菌菌群结构分析.....................................5
1.4 不同性别肠道细菌菌群结构分析....................5
1.5 不同品种肠道细菌菌群结构分析.....5
1.6 统计分析...5
2 结果与分析...5
2.1 肠道细菌菌群结构分析................5
2.2 不同肠断细菌菌群结构分析............................................6
2.3 不同性别肠道细菌菌群结构分析................. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
......7
2.4 不同品种肠道细菌菌群结构分析8
3讨论9
致谢10
参考文献11
猪肠道细菌菌群结构分析
引言
前言
巴斯德 (L.Pasteur) 与柯赫 (R.Koch) 提出灭菌法和纯培养法技术后，关于动物肠道菌群的正式研究就此开始。现在已知人和动物体内都含有大量微生物，这些微生物能够帮助宿主维持健康的生理水平、参与宿主的消化代谢等，这些微生物中大约有90%寄居于肠道之中[1]。不仅仅是我们所熟知的瘤胃微生物，单胃动物的消化道内也存在着细菌、真菌、古菌等多种类型的微生物，其中以细菌为主导，在细菌中又以厌氧细菌为主要组成成分[2]。猪作为单胃动物，其肠道中也寄居着种类繁多的微生物。猪肠道内微生物与其宿主间有着紧密的联系，其不仅为宿主提供营养，也有利于维持其肠道的健康和发育等。
近年来，关于猪肠道微生物的研究主要集中在猪肠道微生物菌群组成，如董涛等研究了猪肠道微生物菌群多样性及其影响因素[6]，以及猪肠道微生物与肠道健康和营养代谢[5]。目前研究已知，猪肠道中大概有400～500种微生物[3]。这些微生物群既包括革兰氏阳性菌，如耐氧的链球菌、微需氧菌或专性厌氧的乳酸杆菌、双歧杆菌、专性厌氧的消化链球菌、梭菌和瘤胃球菌、兼性厌氧的大肠杆菌，也包括专性厌氧的革兰氏阴性菌，如梭杆菌、拟杆菌、月型单胞菌、丁酸弧菌、普氏菌[4]。猪小肠中优势菌群为厚壁菌门和变形菌门，大肠中优势菌群为厚壁菌门和拟杆菌门[5]。目前已有研究指出猪肠道微生物菌群结构在不同品种猪间存在较大差异[7]，不同的日粮纤维也会对肠道菌群结构产生影响[8]。关于肠道微生物与营养代谢方面，已有研究表明，猪肠道微生物参与了氨基酸在肠道中的首过代谢，表明肠道微生物在宿主蛋白质代谢过程中起着不可忽视的作用[9]。还有研究表明，厚壁菌门细菌，如瘤胃球菌、真杆菌，在淀粉的代谢中发挥重要作用[10]。对肠道内细菌的基因组分析也发现，肠道菌群中某些拟杆菌门细菌基因组中含有较多编码糖苷水解酶和多糖裂解酶的基因，编码的酶类能促进多糖的降解[11] 。另一方面，关于肠道健康，已有研究证实饲喂含粗纤维丰富的饲料可以刺激肠道黏膜的生长和功能，调节其微生物菌群结构[12]。肠道微生物代谢产物 (短链脂肪酸)也已被证明能够作为信号分子结合至G蛋白偶联受体，从而提高营养物质的吸收和促进脂肪组织生长[13]。微生物饲料添加剂可通过选择性的刺激肠道中有益菌的增殖而改善肠道菌群、增强机体免疫功能和抗病毒活性[14]。然而和人类相比，猪肠道微生物中可利用的信息是十分有限的，80%以上的细菌种类目前被鉴定为未知种类[15]。
目前肠道菌群结构研究方法主要有传统培养法、ERIC (Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus) PCR分子杂交技术，16SrRNA测序技术、荧光原位杂交技术和宏基因组学研究方法[16]。随着现今分子生物学技术（如高通量测序技术）的发展，猪肠道微生物菌群结构表现出更复杂和多样化的趋势。本研究拟在前人研究基础之上，通过对近十年来已发表猪肠道菌群结构数据的收集与整理分析，探究猪肠道细菌菌群结构组成，并比较分析不同肠断（回肠、结肠、盲肠、粪便）、不同性别（公、母）和不同品种（DLY、GLP、JNH、LGW、LWL、YOR）猪肠道细菌菌群结构的差异，旨在了解猪肠道核心菌群结构，及不同肠断、不同性别及不同品种中猪菌群结构特性，为进一步探究肠道微生物与宿主之间的相互作用提供参考。
1 材料与方法
1.1 猪肠道微生物菌群数据收集与整理
对近些年来已发表文献进行浏览，并在NCBI网站的SRA数据库中寻找相应的高通量测序原始数据。在所找到的数据中，首先挑选标明取样肠断的样品，并尽可能详细记录下样本的年龄，品种，性别，以及样品处理方式等条件。其次，挑选出其中采用Illumina MiSeq平台所测得的数据，进一步确认其所上传的样品数量（Bio Sample）与其实验结果数量（SRA Experiments）一致，并去除样品数量少于三个的实验数据。将筛选好的数据在Excel中制成表格后进行原始数据下载。
1.2 肠道细菌菌群结构分析
目录
摘要3
关键词3
Abstract.3
Key words..3
前言.4
1 材料与方法...4
1.1 猪肠道细菌菌群数据收集与整理.....................................................................4
1.2 肠道细菌菌群结构分析.............................5
1.3 不同肠断细菌菌群结构分析.....................................5
1.4 不同性别肠道细菌菌群结构分析....................5
1.5 不同品种肠道细菌菌群结构分析.....5
1.6 统计分析...5
2 结果与分析...5
2.1 肠道细菌菌群结构分析................5
2.2 不同肠断细菌菌群结构分析............................................6
2.3 不同性别肠道细菌菌群结构分析................. *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
......7
2.4 不同品种肠道细菌菌群结构分析8
3讨论9
致谢10
参考文献11
猪肠道细菌菌群结构分析
引言
前言
巴斯德 (L.Pasteur) 与柯赫 (R.Koch) 提出灭菌法和纯培养法技术后，关于动物肠道菌群的正式研究就此开始。现在已知人和动物体内都含有大量微生物，这些微生物能够帮助宿主维持健康的生理水平、参与宿主的消化代谢等，这些微生物中大约有90%寄居于肠道之中[1]。不仅仅是我们所熟知的瘤胃微生物，单胃动物的消化道内也存在着细菌、真菌、古菌等多种类型的微生物，其中以细菌为主导，在细菌中又以厌氧细菌为主要组成成分[2]。猪作为单胃动物，其肠道中也寄居着种类繁多的微生物。猪肠道内微生物与其宿主间有着紧密的联系，其不仅为宿主提供营养，也有利于维持其肠道的健康和发育等。
近年来，关于猪肠道微生物的研究主要集中在猪肠道微生物菌群组成，如董涛等研究了猪肠道微生物菌群多样性及其影响因素[6]，以及猪肠道微生物与肠道健康和营养代谢[5]。目前研究已知，猪肠道中大概有400～500种微生物[3]。这些微生物群既包括革兰氏阳性菌，如耐氧的链球菌、微需氧菌或专性厌氧的乳酸杆菌、双歧杆菌、专性厌氧的消化链球菌、梭菌和瘤胃球菌、兼性厌氧的大肠杆菌，也包括专性厌氧的革兰氏阴性菌，如梭杆菌、拟杆菌、月型单胞菌、丁酸弧菌、普氏菌[4]。猪小肠中优势菌群为厚壁菌门和变形菌门，大肠中优势菌群为厚壁菌门和拟杆菌门[5]。目前已有研究指出猪肠道微生物菌群结构在不同品种猪间存在较大差异[7]，不同的日粮纤维也会对肠道菌群结构产生影响[8]。关于肠道微生物与营养代谢方面，已有研究表明，猪肠道微生物参与了氨基酸在肠道中的首过代谢，表明肠道微生物在宿主蛋白质代谢过程中起着不可忽视的作用[9]。还有研究表明，厚壁菌门细菌，如瘤胃球菌、真杆菌，在淀粉的代谢中发挥重要作用[10]。对肠道内细菌的基因组分析也发现，肠道菌群中某些拟杆菌门细菌基因组中含有较多编码糖苷水解酶和多糖裂解酶的基因，编码的酶类能促进多糖的降解[11] 。另一方面，关于肠道健康，已有研究证实饲喂含粗纤维丰富的饲料可以刺激肠道黏膜的生长和功能，调节其微生物菌群结构[12]。肠道微生物代谢产物 (短链脂肪酸)也已被证明能够作为信号分子结合至G蛋白偶联受体，从而提高营养物质的吸收和促进脂肪组织生长[13]。微生物饲料添加剂可通过选择性的刺激肠道中有益菌的增殖而改善肠道菌群、增强机体免疫功能和抗病毒活性[14]。然而和人类相比，猪肠道微生物中可利用的信息是十分有限的，80%以上的细菌种类目前被鉴定为未知种类[15]。
目前肠道菌群结构研究方法主要有传统培养法、ERIC (Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus) PCR分子杂交技术，16SrRNA测序技术、荧光原位杂交技术和宏基因组学研究方法[16]。随着现今分子生物学技术（如高通量测序技术）的发展，猪肠道微生物菌群结构表现出更复杂和多样化的趋势。本研究拟在前人研究基础之上，通过对近十年来已发表猪肠道菌群结构数据的收集与整理分析，探究猪肠道细菌菌群结构组成，并比较分析不同肠断（回肠、结肠、盲肠、粪便）、不同性别（公、母）和不同品种（DLY、GLP、JNH、LGW、LWL、YOR）猪肠道细菌菌群结构的差异，旨在了解猪肠道核心菌群结构，及不同肠断、不同性别及不同品种中猪菌群结构特性，为进一步探究肠道微生物与宿主之间的相互作用提供参考。
1 材料与方法
1.1 猪肠道微生物菌群数据收集与整理
对近些年来已发表文献进行浏览，并在NCBI网站的SRA数据库中寻找相应的高通量测序原始数据。在所找到的数据中，首先挑选标明取样肠断的样品，并尽可能详细记录下样本的年龄，品种，性别，以及样品处理方式等条件。其次，挑选出其中采用Illumina MiSeq平台所测得的数据，进一步确认其所上传的样品数量（Bio Sample）与其实验结果数量（SRA Experiments）一致，并去除样品数量少于三个的实验数据。将筛选好的数据在Excel中制成表格后进行原始数据下载。
1.2 肠道细菌菌群结构分析
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