论文部分内容阅读
奶牛子宫炎是造成奶牛不孕的常见多发病,严重影响奶牛业的发展。奶牛子宫内微生态体系与子宫炎的发生发展和转归关系密切。16SrDNA高通量测序技术是研究微生物区系的最新技术手段,以此分析奶牛产后健康和患子宫炎的子宫内菌群丰度及多样性变化,来进一步揭示奶牛子宫炎的发生、发展和转归机理。 试验筛选产后健康和患子宫炎奶牛各3头,分别在产后1d、7d、14d、21d和35d取子宫内容物,提取细菌基因组DNA,分别用引物515F5′-GTGCCAGCMGCCGCGG-3′和907R5′-CCGTCAATTCMTTRAGTTT-3′扩增16SrDNA基因V4+V5区,构建基因文库,使用HiSeqPE250平台进行16SrDNA高通量测序,用OTU聚类、Chaol和Shannon指数判定菌群丰度,并进行α和β多样性分析。 试验共得到30个内容物样本,29个经PCR检测合格。聚类结果显示,健康组除1个样本外,OTU都在200以上;而子宫炎组除4个样本外,OTU都在200以下,结合Chao1指数和Shannon指数的结果都表明,患子宫炎组奶牛子宫内菌群多样性比健康组低。 对奶牛子宫内菌群相对丰度分析发现,在门水平上,健康及患子宫炎奶牛子宫内有6个相同的优势菌门,分别为拟杆菌门、厚壁菌门、梭杆菌门、变形菌门、放线菌门和柔膜菌门。患子宫炎奶牛子宫内菌群在门水平上的变化特征主要以拟杆菌门和梭杆菌门相对丰度升高,厚壁菌门和变形菌门相对丰度降低为主。 在属水平上,健康奶牛子宫内有10个优势菌属,患子宫炎奶牛有9个。其中拟杆菌属、卟啉单胞菌属、盐单胞菌属、梭杆菌属、严格厌氧梭菌属和盐球菌属是共有的优势菌属;理研菌科-RC9、链球菌属、大肠杆菌志贺菌属和6-普氏菌属是健康组特有的;Falsiporphyromonas、Caviibacter和7-普氏菌属是患病组特有的。患子宫炎奶牛子宫内菌群在属水平上的主要变化特征以卟啉单胞菌属、梭杆菌属及拟杆菌属相对丰度升高,严格厌氧梭菌属相对丰度降低为主。 聚类进化树分析发现,健康组13个样本和患病组4个样本为一簇,而患病组11个样本和健康组1个样本为一簇。进一步用PCoA分析发现,健康组和患病组分别聚集在不同区域。说明健康组与患子宫炎组奶牛子宫内菌群的结构上存在显著差异。 分析产后1~35d奶牛子宫菌群多样性变化规律发现,健康组奶牛子宫内菌群多样性在产后1~14d升高,14~35d降低;患子宫炎组1d和7d子宫内菌群多样性差异不显著,产后8~13d子宫内灌注土霉素,产后14d和21d子宫内菌群多样性差异不显著,产后35d菌群多样性与健康组持平。结果表明,产后1~35d奶牛子宫菌群多样性先增高后降低,而患子宫炎奶牛产后1~21d子宫菌群多样性持续较低,子宫内灌注土霉素后3周(产后35d)子宫内菌群多样性才恢复到正常水平且临床症状消失。 以上试验结果表明,患子宫炎组奶牛子宫内菌群在结构上与健康组存在显著差异,患子宫炎奶牛子宫内菌群多样性比健康组低。健康奶牛产后子宫内菌群多样性先升高后降低,患病组持续较低。奶牛子宫炎与子宫内拟杆菌门和梭杆菌门相对丰度升高,厚壁菌门和变形菌门相对丰度降低,卟啉单胞菌属、梭杆菌属及拟杆菌属相对丰度升高,严格厌氧梭菌属相对丰度降低相关。