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大熊猫肠道菌群结构研究

张文平  薛正晟  张志和  侯蓉  赵立平  
【摘要】:肠道菌群是动物体内最复杂和种群数量最高的共生微生物生态系统。肠道菌群结构的改变与失衡会引起大熊猫的腹泻、消化吸收功能障碍、二重感染等疾病;同时出血性肠炎和细菌性腹泻在大熊猫身上相对而言也是经常发生的,并且表现出与多种潜在的病原有关。因此,解析大熊猫的肠道菌群结构是系统研究大熊猫营养与健康的重要一环。本研究以48只大熊猫为研究对象,分春、夏、冬三个时间点采集了新鲜粪便112份,然后采用珠子击打法抽提粪便DNA。根据在细菌16S rRNA基因V3高变区通用引物5’端加上样品识别碱基,我们成功得到了每个粪便样品的PCR产物。然后将这些PCR产物等量混合,经过454焦磷酸测序平台,我们一共得到了102 379个可用序列。结果显示,在门的水平上,大熊猫群肠道内一共含有属于13个门的细菌,其中以厚壁菌门和变形菌门最为优势,比例占肠道内总细菌的90%以上;在属水平上,大熊猫肠道的优势菌群为Escherichia/Shigella,Streptococcus和Clostridium;而在种的水平,根据97%的相似性水平,大熊猫肠道菌群中包含有1024个分类操作单位(operational taxonomic units,OTUs)。大熊猫肠道菌群种水平上的多样性组成呈现显著的个体和样品差异。对大熊猫肠道菌群多样性组成的整体结构特征进行的主成份分析(PCA)结果显示,日常饮食和环境温度这两个因子影响着大熊猫的肠道菌群,而亲缘关系、性别和年龄对大熊猫肠道菌群均没有影响。对于部分归属Lactococcus的菌群,以竹笋为主食的大熊猫肠显著高于以竹竿(竹叶)为主食的大熊猫;而对于部分归属Actinomycetales的菌群,前者显著低于后者。而当环境温度高于22℃时,大熊猫的肠道菌群中部分Lactococcus和Enterobacteriaceae显著上升,而部分Streptococcus显著下降。

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