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凡纳滨对虾肠道红杆菌科细菌富集碳源筛选及其定向分离

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微生物学报 2022年第5期62卷 1805-1818页

作者：高繁干恩磊刘巍郭海朋王艳婷王若愚燕孟琛董鹏生张德民宁波大学农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室浙江宁波315211 宁波大学海洋学院浙江宁波315211

【目的】红杆菌科(Rhodobacteraceae)细菌为凡纳滨对虾肠道微生物的优势类群,在健康对虾肠道中具有较高的相对丰度,是指示对虾健康的关键类群,探究对虾肠道红杆菌科细菌定向富集和分离方法,可为对虾养殖益生菌菌剂的研发提供基础。【方... 详细信息

【目的】红杆菌科(Rhodobacteraceae)细菌为凡纳滨对虾肠道微生物的优势类群,在健康对虾肠道中具有较高的相对丰度,是指示对虾健康的关键类群,探究对虾肠道红杆菌科细菌定向富集和分离方法,可为对虾养殖益生菌菌剂的研发提供基础。【方法】利用16s rrna基因高通量测序技术研究不同碳源添加对凡纳滨对虾肠道中红杆菌科细菌的富集作用,筛选对红杆菌科细菌有显著富集作用的碳源;利用纯培养技术从红杆菌科细菌富集的样品中定向分离红杆菌科细菌,并对其进行鉴定和遗传多样性分析。【结果】添加短链脂肪酸(乙酸、丙酸、丁酸、戊酸)和碳酸氢钠对红杆菌科细菌有显著富集作用,主要富集到Cribrihabitans、Tritonibacter、Rhodovulum、Ruegeria、sagittula和Thalassobius属相关菌株;对红杆菌科细菌相对丰度最高的样品进行稀释涂布培养,共分离纯化出303株细菌,分属于2门12科,其中红杆菌科细菌为主导类群共119株,主要包括Tritonibacter(90株)、Phaeobacter(25株)、sulfitobacter(1株)、Ruegeria(1株)、Roseovarius(1株)和Aliiroseovarius(1株)等6个属;分离的各属红杆菌科细菌占总分离菌株比例与高通量测序结果中红杆菌科各属细菌占比相似。【结论】本研究基于高通量测序技术探究了添加不同碳源连续传代培养对红杆菌科细菌富集的影响,筛选出了5种富集红杆菌科细菌的碳源,并定向分离获得119株红杆菌科细菌,构建了一种有效定向富集分离红杆菌科细菌的方法。

关键词：凡纳滨对虾红杆菌科碳源 16s rrna基因高通量测序定向分离

双阳极室甲烷微生物燃料电池同步脱氮除硫性能及微生物群落分析

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微生物学通报 2023年第3期50卷 1010-1022页

作者：何盼张超刘嘉欣白晋龙卢静侯彬中北大学环境与安全工程学院山西太原030051

【背景】甲烷厌氧氧化(anaerobic oxidation of methane,AOM)包含反硝化型甲烷厌氧氧化和硫酸盐还原型甲烷厌氧氧化。目前,人们向水体中排放过量的含氮及含硫污染物,引起了严重的环境污染和生态破坏。【目的】利用甲烷厌氧氧化微生物燃... 详细信息

【背景】甲烷厌氧氧化(anaerobic oxidation of methane,AOM)包含反硝化型甲烷厌氧氧化和硫酸盐还原型甲烷厌氧氧化。目前,人们向水体中排放过量的含氮及含硫污染物,引起了严重的环境污染和生态破坏。【目的】利用甲烷厌氧氧化微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)研究同步脱氮除硫耦合反应机理及反应过程中微生物的多样性信息。【方法】构建了3个微生物燃料电池(N-s-MFC、N-MFC、s-MFC),以甲烷作为唯一碳源,探究其同步脱氮除硫性能,并采用16s rrna基因高通量测序技术对微生物群落结构进行分析。【结果】N-s-MFC中硝酸盐和硫酸盐的去除率分别为90.91%和18.46%。阳极室中微生物的相对丰度提高,与反硝化及硫酸盐还原菌相关的微生物大量富集,如门水平上拟杆菌门(Bacteroidota)、厚壁菌门(Firmicutes)和脱硫杆菌门(Desulfobacterota),同时属水平上Methylobacterium_Methylorubrum、Methylocaldum、Methylomonas等常见的甲烷氧化菌增多。【结论】N-s-MFC促进了硝酸盐还原,而对硫酸盐还原几乎无影响,本研究为甲烷MFC在污水中同步脱氮除硫的应用提供理论依据。

关键词：双阳极室微生物燃料电池甲烷厌氧氧化脱氮除硫 16s rrna基因高通量测序微生物多样性

海拔高度对青藏高原放牧牦牛肠道菌群多样性的影响

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微生物学通报 2022年第2期49卷 620-634页

作者：马艳向信樊嘉凯张本印青海大学生态环境工程学院青海西宁810016 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室青海西宁810016

[背景]肠道菌群与宿主健康及环境适应性密切相关,牦牛为青藏高原特有的草食性反刍动物,不同海拔高度如何影响牦牛肠道菌群组成及肠道菌群在牦牛适应高海拔生境中的作用尚不清楚。[目的]探究青藏高原放牧牦牛肠道菌群多样性及其与海拔高... 详细信息

[背景]肠道菌群与宿主健康及环境适应性密切相关,牦牛为青藏高原特有的草食性反刍动物,不同海拔高度如何影响牦牛肠道菌群组成及肠道菌群在牦牛适应高海拔生境中的作用尚不清楚。[目的]探究青藏高原放牧牦牛肠道菌群多样性及其与海拔高度间的关系。[方法]采集青海省玛沁县(海拔4220 m)和乐都县(2745 m)2个海拔高度放牧牦牛的22份新鲜粪便样品,然后利用16s rrna基因通用引物扩增V3-V4区并进行高通量测序和分析。[结果]从22份样品中共获得1723018条有效序列,通过聚类共获得1113个操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU),注释到22个门和263个属。在门和属分类水平上,2组样品中的优势菌为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、瘤胃菌科UCG-005菌属(Ruminococcaceae;CG-005)和理研菌科RC9菌属(Rikenellaceae;C9;ut;roup),但是其相对丰度在2组样品中差异显著。随着海拔升高,厚壁菌门和瘤胃菌科UCG-005菌属相对丰度显著提高,而拟杆菌门和理研菌科RC9菌属的相对丰度显著降低。对不同样品菌群组成和差异分析表明,放牧牦牛的肠道微生物群落组成受不同海拔环境的影响较大。此外,通过PICRUst2功能预测分析表明,随着海拔升高,能量代谢、辅因子代谢、维生素代谢、核苷酸代谢、多糖代谢和氨基酸代谢等相关代谢通路显著富集,这可能与牦牛通过提高牧草利用效率并获取更多能量以适应极端高海拔环境有关。[结论]不同海拔环境放牧牦牛的肠道菌群组成具有明显的差异,并且肠道菌群对于牦牛适应高海拔生境具有重要功能。

关键词：牦牛肠道微生物多样性 16s rrna基因高通量测序海拔环境适应性

不同土壤采样设计下土壤表层微生物α多样性的差异分析

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微生物学通报 2020年第6期47卷 1699-1708页

作者：孙万龙陈苏铭刘雪华王科朴杨云锋清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084

【背景】土壤采样是土壤研究的基础,采样方案的不同可能会对土壤微生物多样性的研究结果产生一定影响。【目的】研究不同的土壤采样设计方案对土壤样品16s rrna基因高通量测序结果的影响。【方法】对2个不同生境样地的土壤进行网格化采... 详细信息

【背景】土壤采样是土壤研究的基础,采样方案的不同可能会对土壤微生物多样性的研究结果产生一定影响。【目的】研究不同的土壤采样设计方案对土壤样品16s rrna基因高通量测序结果的影响。【方法】对2个不同生境样地的土壤进行网格化采样,对采集的18个土壤样品进行16s rrna基因测序分析,通过模拟5种常见土壤采样方法,对比不同采样方式所获得的测序结果。【结果】不同采样方式会产生不同的测序结果。在测序深度有效的情况下,细菌总物种数随着采样数的增加而逐渐增长,增长速度在采样数大于5以后趋于平缓;样品中的优势物种(序列数200以上)只需很少的采样数(1-3)即可观察到全部物种;shannon-Wiener指数与simpson指数的变化较相似,当采样数由1到3时两指数均有较大增长,之后变化放缓。【结论】土壤细菌微生物测序研究中,土壤样地采样数量低于3个会影响测序结果的可靠性,采样方案选择梅花形采样法或蛇形采样法较为适宜。

关键词： 16s rrna基因高通量测序采样设计土壤采样微生物群落

患子宫内膜炎母猪产道致病菌谱分析及卟啉单胞菌的分离鉴定

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微生物学通报 2022年第12期49卷 5045-5057页

作者：刘炜宁陶天宇郑桂花杨贝莹毛丹何后军戴益民张锦华江西农业大学动物科学技术学院江西南昌330045 江西生物科技职业学院江西南昌330200

【背景】子宫内膜炎是规模化养殖场母猪常患的生殖道疾病之一,对养殖业造成的经济损失较大,细菌感染是常见的病因之一,但具体病原及致病机制尚未完全明确。【目的】探究产道菌群对母猪子宫内膜炎的影响。【方法】采用第三代细菌16s rRN... 详细信息

【背景】子宫内膜炎是规模化养殖场母猪常患的生殖道疾病之一,对养殖业造成的经济损失较大,细菌感染是常见的病因之一,但具体病原及致病机制尚未完全明确。【目的】探究产道菌群对母猪子宫内膜炎的影响。【方法】采用第三代细菌16s rrna基因全长高通量测序技术进行对比,研究健康和患有子宫内膜炎母猪产道菌群差异,并依据菌群分析结果对子宫内膜炎母猪产道分泌物进行细菌分离。建立荧光定量PCR计数方法测定母猪产道样品中的卟啉单胞菌数。【结果】健康和患子宫内膜炎母猪产道菌群的丰富度和多样性差异显著;与健康组母猪相比,患子宫内膜炎母猪产道菌群变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门相对丰度显著增加(Pscherichia)、Rodentibacter和卟啉单胞菌属(Porphyromonas)。在种水平上,Porphyromonas somerae是患子宫内膜炎母猪产道的主要条件性致病菌。依据菌群分析结果,本研究从子宫内膜炎母猪产道分泌物中分离到一株卟啉单胞菌,经鉴定该菌16s rrna基因与Porphyromonas somerae DsM 23386 strain JCM 13867(NR_113090.1)相似性达99.04%。荧光定量PCR计数方法测定,子宫内膜炎母猪产道卟啉单胞菌数量显著高于健康母猪(P<0.05),推测卟啉单胞菌与该批次母猪子宫内膜炎病因有关。【结论】本研究为子宫内膜炎母猪的病因和发病机制奠定基础,并为其治疗提供理论依据。

关键词：母猪子宫内膜炎产道菌群 16s rrna基因高通量测序卟啉单胞菌

沉积物中菲高效降解菌群的筛选鉴定及降解特性

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生物技术通报 2020年第6期36卷 128-135页

作者：张永敏王天慧王萍安徽工业大学能源与环境学院马鞍山243002

以河流表层沉积物为菌群来源,富集分离出一组新型好氧微生物降解菌群,并对其进行微生物群落结构鉴定和降解特性探究。采用16s rrna基因高通量测序方法对该菌群进行微生物群落结构分析,并设置单因素实验确定最佳生长及降解条件。结果表明... 详细信息

以河流表层沉积物为菌群来源,富集分离出一组新型好氧微生物降解菌群,并对其进行微生物群落结构鉴定和降解特性探究。采用16s rrna基因高通量测序方法对该菌群进行微生物群落结构分析,并设置单因素实验确定最佳生长及降解条件。结果表明,菌群主要包括硝基黄杆菌(Diaphorobacter)83.35%,假单胞杆菌属(Pseudomonas)7.46%,反硝化卡斯特兰尼氏菌(Castellaniella)1.67%,水微菌属(Aquamicrobium)1.65%等;菌群可在60 h内对100 mg/L菲降解率到达95.78%,且在pH5至pH11之间生长并保持高效降解率,最适生长温度为35℃,当盐度为1%时对菌群影响较小,降解率依旧保持在97.26%;可在7 d内降解浓度为400 mg/L的菲,第7天降解率为96.36%。菌群不仅具有高效降解能力且生长条件适应广泛、抗压能力强,可为多环芳烃生物修复提供新的种质资源。

关键词：菲微生物群落结构 16s rrna基因高通量测序降解动力学

焦化废水O/H/O生物处理工艺二级好氧生物反应器的微生物结构和功能

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微生物学通报 2022年第11期49卷 4549-4566页

作者：谭智杰张宝善谢君婷林月霞吴海珍任源韦朝海朱爽广东药科大学生命科学与生物制药学院广东省生物技术候选药物研究重点实验室广东广州510006 华南理工大学生物科学与工程学院广东广州510006 华南理工大学环境与能源学院广东广州510006

【背景】焦化废水O/H/O生物处理工艺的二级好氧生物反应器O_(2)具有剩余污染物矿化和完全硝化功能,对废水的达标排放有重要作用。【目的】阐明O_(2)生物反应器的微生物结构和功能。【方法】利用16s rrna基因测序,研究O_(2)生物反应器的... 详细信息

【背景】焦化废水O/H/O生物处理工艺的二级好氧生物反应器O_(2)具有剩余污染物矿化和完全硝化功能,对废水的达标排放有重要作用。【目的】阐明O_(2)生物反应器的微生物结构和功能。【方法】利用16s rrna基因测序,研究O_(2)生物反应器的微生物多样性和组成并进行功能预测,揭示其共现性特征和环境影响因子。【结果】O_(2)的优势菌门以变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、绿菌门(Chlorobi)为主。主要菌属中红游动菌属(Rhodoplanes)、溶杆菌属(Lysobacter)、硫杆菌属(Thiobacillus)等参与化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、酚类(phenols)和硫氰酸盐(thiocyanate,sCN-)等剩余污染物的去除,亚硝化弧菌属(Nitrosovibrio)和硝化螺菌属(Nitrospira)分别作为氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)和主要的亚硝酸盐氧化细菌(nitrite-oxidizing bacteria,NOB)。功能预测结果显示苯甲酸酯降解、氨基苯甲酸酯降解、氯烷烃和氯烯烃的降解、氟代苯甲酸酯降解和硝基甲苯降解是外源物质生物降解和代谢的前五大通路,广泛分布在主要菌属中,验证了微生物降解剩余污染物的作用。基因pmoA/B/C-amoA/B/C、hao和nxrA/B编码相关的酶,组成了完整的硝化途径。共现网络结果揭示溶杆菌属、Candidatus solibacter和红游动菌属在O_(2)生态中的重要地位。通过冗余分析(redundancy analysis,RDA)表明COD和NH3是影响O_(2)微生物群落的主要因素。【结论】红游动菌属和溶杆菌属是O_(2)中最核心的功能菌属,在污染物矿化和维持群落生态稳定上有重要作用。亚硝化弧菌属和硝化螺菌属是硝化作用的核心菌属。O_(2)中的代谢通路以剩余污染物矿化和完全硝化为主,微生物群落主要受COD和NH3的影响。本研究阐明了O_(2)的微生物结构与功能,为焦化废水O/H/O生物处理工艺的改进提供了微生物学上的依据。

关键词：焦化废水好氧生物反应器 16s rrna基因高通量测序微生物结构功能预测

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木质素增量取食对台湾乳白蚁消化系统的影响

环境昆虫学报 2017年第3期39卷 632-639页

作者：曾文慧钟俊鸿刘炳荣李秋剑广东省生物资源应用研究所广东省动物保护与资源利用重点实验室广东省野生动物保护与利用公共实验室

木质素代谢是白蚁消化木质纤维素的关键环节之一。本文利用木质素增量喂食台湾乳白蚁Coptotermes formosanus shiraki,通过测定其取食量、体内酚氧化酶含量、纤维素酶活性的变化及后肠微生物群落16s rrna基因Illumina Hi seq高通量测序... 详细信息

木质素代谢是白蚁消化木质纤维素的关键环节之一。本文利用木质素增量喂食台湾乳白蚁Coptotermes formosanus shiraki,通过测定其取食量、体内酚氧化酶含量、纤维素酶活性的变化及后肠微生物群落16s rrna基因Illumina Hi seq高通量测序比较分析来研究木质素取食对低等白蚁消化系统的影响。结果表明:木质素取食组内源性(前肠/唾液腺)酚氧化酶含量的显著大于大于对照组,内源及外源性纤维素酶活性均小于对照组,尤其BG酶活性显著小于对照组;1%木质素对乳白蚁取食有一定的抑制作用,其后肠细菌多样性及丰度较对照组有所下降,但无显著的组间群落结构差异;Metastat、LDA(LDA Effect size)及组间T-检验属水平群落差异分析显示,乳白蚁后肠核心菌群(相对丰度>1%)Dysgonomonas属、弧菌属在木质素取食组中相对丰度显著小于对照组,Candidatus Azobacteriodes属相对丰度则显著大于对照组,它们在木质素增量取食引起的细菌群落变化中起关键作用。

关键词：台湾乳白蚁酚氧化酶纤维素酶肠道微生物群落 16s rrna基因高通量测序

急性缺血性卒中患者肠道菌群与中医证候类型的关系初探

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中国微生态学杂志 2023年第12期35卷 1410-1417页

作者：陈煜阳金嘉伟裘涛浙江中医药大学附属第一医院(浙江省中医院) 浙江杭州310000 浙江中医药大学

目的观察缺血性卒中后不同中医证候类型患者肠道菌群的组成与结构,寻找不同证候类型与肠道菌群之间的关系,并初步探索各中医证候类型可能存在的特征菌属。方法本研究共纳入首发急性缺血性卒中患者17名,并基于缺血性中风证候要素诊断... 详细信息

目的观察缺血性卒中后不同中医证候类型患者肠道菌群的组成与结构,寻找不同证候类型与肠道菌群之间的关系,并初步探索各中医证候类型可能存在的特征菌属。方法本研究共纳入首发急性缺血性卒中患者17名,并基于缺血性中风证候要素诊断量表与中风病中医诊断标准对患者进行中医证候类型分类,依次分为痰热腑实风痰上扰组、风痰瘀血痹阻脉络组、肝阳暴亢风火上扰组、气虚血瘀组、阴虚风动组。同时选择同期的健康体检者5名作为对照组。分别记录研究对象基本信息,采集粪便样本运用16s r RNA基因高通量测序技术对患者粪便样本中肠道菌群进行OTUs(operational taxonomic units)聚类,并根据结果进行多样性分析和差异性分析。结果急性缺血性卒中不同中医证候类型患者与健康体检者在年龄和BMI上差异均无统计学意义(均P>0.05)。各组对象肠道菌群Chao指数和shannon指数差异均无统计学意义(均P>0.05)。痰热腑实风痰上扰组患者独有菌属高达133种;对照组次之,达127种;而阴虚风动组、风痰瘀血痹阻脉络组、肝阳暴亢风火上扰组、气虚血瘀组的独有菌属数量依次为94种、32种、18种、8种。痰热腑实风痰上扰组患者的特征菌属为Anaerotruncus,气虚血瘀组的特征菌属为Megasphaera(巨球菌属),阴虚风动组的特征菌属为Pyramidobacter。结论本研究初步显示不同中医证候类型的急性缺血性卒中患者与健康人群有着不同的肠道菌群构成,各证型患者肠道菌群丰度与多样性无显著差异。急性缺血性卒中患者中医证候类型与肠道菌群的组成存在相关性,其中痰热腑实风痰上扰证患者与其他各证患者之间菌群组成差异最大,其特征菌属为Anaerotruncus。

关键词：急性缺血性卒中中医证候类型肠道菌群 16s rrna基因高通量测序