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应用高通量测序技术比较三种不同鱼肠道微生物的群落结构

李彤彤  李爱华  
【摘要】:肠道微生物与宿主是相互影响、相互作用的复杂系统,尤其定植菌群,已成为宿主不可分割的一部分,它不仅参与了营养物质的消化和吸收,还具有调节肠道上皮细胞增殖,促进免疫系统发育和调节脂肪的存储等作用。目前,国内外对肠道微生物的研究主要集中在人类及畜禽动物,对鱼类肠道菌群组成的研究很少。了解影响鱼肠道菌群结构与组成的因素对调控鱼类消化道菌群结构,提高鱼类的生产性能和饲料利用率,减少病原菌在肠道内的定植具有重要的意义。在本研究中,于2012年4月采集了同一池塘养殖的草鱼(Ctenopharynodonidellus),鲫鱼(Carassiuscuvieri)和鳙(Hypophthalmichthysnobilis)的肠道内容物、肠粘膜和相关的环境样品,并提取细菌基因组DNA。所有鱼类均投喂同一种商品饵料。PCR扩增细菌16s rRNA基因的V4-V5高变区,利用454高通量测序技术,分析样品的菌群结构及多样性。每个样品都获得了7,848到11,948条不等的有效序列,13个样品共获得了142,893条序列。结果显示,梭杆菌门(Fusobacteria),厚壁菌门(Firmicutes),拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)是这三种鱼肠道内普遍存在的优势菌群。与维生素生产和食物消化相关的细菌在肠道中含量最丰富。统计分析显示,在门和属的水平上,不同种鱼肠道微生物的组成和丰度均具有显著性差异(p0.05)。经过weighted-UniFra距离进行主成分分析(Principalcoordinate analysis)和热图分析(heatmap analysis)均表明了不同种鱼类肠道菌群结构并不是对其所栖息环境的微生物的简单反映,而是源自肠道内部的种类特异性的选择压力(取决于种特异性的免疫和代谢)。

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