繁殖周期内母猪肠道菌群特征性分析及真菌分离鉴定

来源 :黑龙江八一农垦大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:kmyzkmyz
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母猪的饲养是规模化养猪生产中决定猪场生产水平和经济效益的关键环节,而妊娠期和泌乳期更是母猪管理的核心时间段。肠道微生物在宿主的许多生理代谢、疾病发生发展过程中发挥重要作用,与宿主的健康和生理活动密不可分。然而有关繁殖周期内母猪肠道菌群结构特征的研究相对较少,特别是真菌群落及整体代谢情况的研究更是鲜有报道。为了探究繁殖周期内不同阶段母猪肠道微生物的组成特征及变化规律,本实验选取12头大白母猪,以空怀期(配种前2天)、妊娠前期(配种后28、42天、56天)、妊娠后期(配种后70天、84天、98天)、分娩期(分娩当天)、哺乳期(产后7天、14天、21天)为时间点收集粪便样本,分别采用16S、ITS扩增子测序、代谢组学实验结合生物信息学技术纵向分析母猪肠道菌群的特征及变化规律,并采用培养组学手段分离培养真菌。本研究结果如下:(1)注释得到细菌菌群分属32个门,283个科,633个属。母猪肠道细菌菌群α多样性在五个时期存在显著差异,随着妊娠的开始和进行递进式上升,在妊娠后期达到最高值,而后急剧下降,并在哺乳期维持一个与分娩期相似但略低的水平(P<0.05)。五组组间β多样性差异显著(R~2>0.2,P=0.0001)。结构上主要由厚壁菌门和拟杆菌门组成,且二者比例(F/B)从空怀期到分娩期逐步降低,在分娩期达到最低,而后升高(P<0.05)。五个时期母猪粪便的优势细菌科均为梭菌科(Clostridiaceae)、消化链球菌科(Peptostreptococcaceae)、颤螺菌科(Oscillospiraceae)。其中,Muribaculaceae、Tannerellaceae的相对丰度随着妊娠的进行逐渐升高,在分娩期达到最高峰(P<0.05)。同样,普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)的相对丰度随着妊娠的进行逐渐升高,在妊娠后期达到最高峰(P<0.05)。从空怀期至妊娠前期Peptostreptococcales-Tissierellales的相对丰度升高,而后逐渐下降(P<0.05)。差异分析(Lef Se)共得到48个特征菌属。(2)注释得到真菌菌群分属18个门,267个科,726个属。妊娠前期α多样性较空怀期下降,进入妊娠后期后无显著变化,进入分娩期多样性上升,而分娩期与哺乳期无显著差异。妊娠前期和哺乳期母猪肠道真菌菌群β多样性存在显著组间差异(R~2>0.2,P=0.001)。结构上主要为子囊菌门,新丽鞭毛菌门仅在妊娠前期、妊娠后期、分娩期存在较高丰度。五个时期的真菌优势菌科为曲霉科(Aspergillaceae)。此外,妊娠前期和妊娠后期的新美鞭毛菌科(Neocallimastigaceae)相对丰度显著高于空怀期和哺乳期(P<0.05)。Lef Se分析共得到49个特征菌属。细菌和真菌菌群内各自发生复杂的互作关系,菌群间互作关系并不丰富。共培养得到148株真菌,分属于3个门,13个科,17个属,21个种,其中70株菌为潜在新菌种(与NCBI数据库中参考序列相似度<98.65%)。ITS扩增子测序和培养组学方法的结合可以更全面的阐明肠道真菌群落的结构组成。(3)在pos模式下鉴定得到代谢物784种,在neg模式下鉴定得到代谢物735种,主要化合物类别为脂类及其衍生物。空怀期、妊娠后期和哺乳期之间代谢物存在显著差异,与空怀期相比,哺乳期和妊娠后期的下调代谢物数目多于上调代谢物数目。妊娠后期与空怀期相比存在13条差异代谢物通路,主要为胆汁分泌、血小板激活等;哺乳期与妊娠后期相比存在5条差异代谢物通路,主要为卵巢类固醇生成、甾类激素生物合成、脂肪酸降解等;哺乳期与空怀期相比存在17条差异代谢通路,主要为TRP调节、亚油酸新陈代谢等。综上,本研究系统评估了不同生殖阶段母猪肠道细菌、真菌群落及微生物代谢的变化情况,并获得具有研究意义的真菌菌株。母猪肠道微生物在繁殖周期内发生了阶段特异性的组成及代谢产物变化,可能参与了母体的代谢变化;培养组学方法和ITS扩增子测序方法的结合更有利于完整的展现肠道真菌群落的结构组成。本研究的数据对未来深入研究肠道菌群与宿主互作机制提供数据和理论支撑。
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