论文部分内容阅读
目前,国内外研究人员利用现代分子生物学技术在动物肠道微生物研究领域取得诸多进展,如确立了宿主与微生物之间的相互关系,提高了宿主的健康状态和营养水平,增加了动物对饲料的利用效率,明确了胃肠道微生物的代谢通路等。近年来对野生动物肠道微生态的研究得到广泛关注,研究野生动物肠道微生物不仅可以描述野生动物肠道微生物的系统发育,分析其肠道菌群功能,研究其胃肠道微生物区系变化规律、信号通路及其响应机制,而且可以通过改变肠道微生物组成、增加优势菌群数量等有效措施预防和治疗某些肠道疾病,进而为野生动物健康可持续的繁殖和生存做出贡献。本研究采用PCR-DGGE技术研究不同野生动物肠道菌群多样性,经分析得到23条差异条带,测序结果表明,厚壁菌门(Firmicutes)为肠道优势菌群。对草食动物与肉食动物肠道菌群分析可知,芽孢杆菌科(Bacillaceae)的梭菌属(Fusobacterium)在草食动物肠道菌群的属水平占优势地位。在反刍动物粪便中检测出具有高效纤维分解能力的溶纤维丁酸弧菌(Butyrivibrio fibrisolvens)。消化链球菌属(Peptostreptococcus)为肉食动物肠道菌群的优势菌属,在犬科肉食动物粪便中检测到Anaerovorax,在猫科动物粪便中分离出特有菌为河流漫游球菌(Vagococcus fluvialis)。本研究同时选择宏基因组测序技术研究野生动物肠道菌群多样性,共得到242 609条序列,40 130个操作分类单元(OTUs),其中在草食动物肠道菌群中占优势地位的细菌归类为Firmicutes、拟杆菌门(Bacteroidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia),肉食动物肠道菌群中优势菌门为Firmicutes、Actinobacteria、Proteobacteria、Bacteroidetes和梭杆菌门(Fusobacteria),在属水平上,草食动物肠道微生物明显比肉食动物肠道微生物种类丰富,在单胃草食动物和反刍动物肠道菌群比较中,具有明显差异的菌属为瘤胃球菌属(Ruminococcus)、颤杆菌克(Oscillibacter)、鸟杆菌属(Ornithobacterium)、Anaerovorax、Paludibacter、Alistipes和Succinivibrio。在肉食动物中,犬科动物和猫科动物肠道微生物多样性表现出差异的菌属为醋弧菌属(Acetivibrio)、假单胞菌属(Pseudomonas)、Sporobacter、Bulleidia和Eggerthella。在现代微生物多样性研究方法基础上,本研究进一步利用传统分离培养方法对野生动物粪便中菌群进行分离、鉴定,然后对菌株的纤维素酶、木质素酶、蛋白酶、淀粉酶及脂肪酶相关功能进行研究,同时根据菌株功能对肠道菌群功能进行分析,并对PCR-DGGE技术和宏基因组测序技术所得结果进行验证,发现利用宏基因组测序技术得到的结果较PCR-DGGE技术更加全面;并确定草食动物与肉食动物粪便中存在相同菌株,它们是Bacillus drentensis和Bacillus safensis,发现其具有产纤维素酶、蛋白酶和淀粉酶功能;分析菌群多样性与菌株功能之间关系时发现,从不同食性动物粪便中分离出的菌株在功能上有所差异,从草食动物粪便中分离出的菌株多具有纤维素分解功能,而从肉食动物粪便中分离的菌株多具有脂肪分解功能。通过以上研究,所得结果能够初步反映不同野生动物肠道菌群结构及其功能特征,这为今后野生动物肠道菌群多样性的研究以及功能优势菌株的筛选提供一定理论依据,并为野生动物消化功能相关基因研究以及野生动物健康繁殖与生存奠定一定基础。