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低聚果糖(FOS)是一种重要的益生元,可促进双歧杆菌的增殖。最近的研究表明,有60个种的肠道细菌可利用FOS生长,以往利用传统的平板计数方法、定量聚合酶链反应或宏基因组测序方法进行的研究表明,无论是在体外还是体内,FOS均显著性地促进了双歧杆菌的增殖,然而小鼠体内哪些双歧杆菌种可利用FOS没有研究,这种显著性增殖的机制目前也尚不清楚。为探究FOS显著性促进小鼠体内双歧杆菌增殖的机制。本文将C57BL/6J小鼠分别饲喂空白、含5%FOS和25%FOS的饲料4周,利用16S rDNA扩增子测序技术检测V3-V4区和groEL基因测序,分析FOS对小鼠粪便菌群组成的影响,尤其是双歧杆菌属内的组成,并检测肠道细菌在小鼠肠道粘膜与内容物中分布的位置。最后采用高效液相色谱法(HPLC)检测可利用FOS的细菌水解FOS的能力,并结合基因草图阐述FOS显著性促进小鼠体内双歧杆菌增殖的机制。采用16S rDNA扩增子测序技术检测小鼠粪便菌群组成,摄入高剂量的FOS后,在门水平上Actinobacteria的相对丰度显著增加,在属水平上双歧杆菌表现出最大的相对丰度(约20%)。通过groEL基因测序,在双歧杆菌属中共检测到14个种/亚种,FOS摄入后,Bifidobacterium pseudolongum几乎成为唯一的双歧杆菌种,相对丰度超过7.33%,表明FOS显著性促进了B.pseudolongum的增殖。粘膜与内容物菌群分析发现,高剂量FOS的摄入,Bifidobacterium的相对丰度显著增加,Coprococcus和Enterococcus在粘膜中也有显著增加。FOS干预后,B.pseudolongum几乎成为内容物中唯一的双歧杆菌种,这表明在体内高剂量的FOS促进了肠道中B.pseudolongum的生长。双歧杆菌属、肠球菌属和乳杆菌属中,都有菌能利用FOS,菌群分析发现,在盲肠与三段结肠的内容物中均可检测到三个属,表明细菌在肠道内的分布没有明确的边界,FOS进入肠道后,利用FOS的各个种的细菌均有机会接触到FOS。从小鼠粪便中分离出五种可利用FOS生长的细菌,包括Enterococcus hirae、Enterococcus faecalis、Lactobacillus rhamnosus、Lactobacillus murines和B.pseudolongum。利用HPLC检测这五种菌在FOS培养基中生长特性,发现只有B.pseudolongum可以利用FOS中的GF2与GF3,而其他四种菌只能利用GF2,说明在与其他四种细菌同时发酵FOS时,双歧杆菌更有优势,这是FOS显著性促进小鼠体内双歧杆菌增殖的潜在机制。B.pseudolongum培养上清液中存在蔗糖和果糖,说明B.pseudolongum可能存在胞外酶,在细胞外分解FOS。基因草图注释结果显示,B.pseudolongum水解FOS的酶种类更加丰富,相比其他四种菌,双歧杆菌对于FOS的利用更加有优势。