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16S rRNA基因高变区v4和v3-v4及测序深度对油藏细菌菌群分析的影响

微生物学通报 2020年第2期47卷 440-449页

作者：刘明艳马嘉晗李瑜刘文霞秦鸿娟高配科曲阜师范大学生命科学学院山东曲阜273165

【背景】16S rRNA基因测序是当前研究微生物群落组成及其分布的重要手段。【目的】揭示16S rRNA基因高变区v4(515-806)和v3-v4(338-806)及测序深度(1-2万条和10万条)对油藏微生物细菌群落组成和多样性分析的影响。【方法】所用油水样细... 详细信息

【背景】16S rRNA基因测序是当前研究微生物群落组成及其分布的重要手段。【目的】揭示16S rRNA基因高变区v4(515-806)和v3-v4(338-806)及测序深度(1-2万条和10万条)对油藏微生物细菌群落组成和多样性分析的影响。【方法】所用油水样细菌16SrRNA基因拷贝数为(6.51±0.56)×108/L,16SrRNA基因v4区测序使用IlluminaMiSeqPE250测序平台,v3-v4区测序使用MiSeqPE300测序平台。【结果】测序深度达到1-2万条时,v4和v3-v4区测序文库覆盖率均达到99.6%以上,且具有较好的可重复性;v4区测序深度为1-2万和10万时,菌群α多样性指数受测序深度影响不显著;与v4区测序相比,同样测序深度(1-2万)下,v3-v4区测序获得的菌群α多样性指数有所降低。v4测序1-2万与10万获得的菌群中几乎未出现显著性差异微生物类群;同样测序深度(1-2万)下,v4与v3-v4测序相比,优势微生物类群Epsilonproteobacteria(51.37%:64.23%)和Deltaproteobacteria(17.96%:11.40%)相对丰度表现出显著差异。【结论】测序深度达到一定水平,增加测序深度会一定程度上影响菌群α多样性指数,对菌群β多样性分析的影响十分有限;同一测序深度下,v4区与v3-v4区测序获得的细菌菌群α多样性指数明显不同,部分优势微生物类群的相对丰度值之间具有显著性差异。鉴于测序读长的提升和测序成本降低,与v4区测序相比,v3-v4区测序在更低的测序深度下文库覆盖率更高,可提供更多用于反映物种亲缘关系的16S rRNA碱基信息,本文认为v3-v4区测序可作为当下菌群分析的首选区域。

关键词：油藏细菌 16S rRNA v4 v3-v4 MiSeq测序

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非培养与培养方法对高海拔藏族人皮肤细菌的研究

非培养与培养方法对高海拔藏族人皮肤细菌的研究

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作者：华雨桐四川农业大学

学位级别：硕士

本研究对采集到的10个高海拔藏族人额头部位的皮肤微生物,使用5种培养基进行细菌培养。对培养得到的细菌菌落进行收集,与原始皮肤样本采用同样的DNA提取方法,共同进行16S r RNA基因v3-v4区测序,来探究人体皮肤细菌的多样性以及可培养性... 详细信息

本研究对采集到的10个高海拔藏族人额头部位的皮肤微生物,使用5种培养基进行细菌培养。对培养得到的细菌菌落进行收集,与原始皮肤样本采用同样的DNA提取方法,共同进行16S r RNA基因v3-v4区测序,来探究人体皮肤细菌的多样性以及可培养性。培养得到的细菌菌落进行纯化、分离与鉴定,获得人体皮肤细菌资源。构建小鼠亚急性光损伤模型,通过涂抹分离得到的细菌进行皮肤细菌定植与紫外辐照,筛选对皮肤具有紫外辐照保护作用潜在应用价值的菌株。研究内容与结果如下:1.高海拔藏族人额头皮肤表面的菌群组成:主要包括4个门,变形菌门Proteobacteria(44.48%)、厚壁菌门Firmicutes(29.19%)、放线菌门Actinobacteria(13.04%)和拟杆菌门Bacteroidetes(9.57%);前10个属有:假单胞菌属Pseudomonas(10.20%)、水栖菌属Enhydrobacter(8.76%)、金黄杆菌属Chryseobacterium(6.90%)、葡萄球菌属Staphylococcus(5.85%)、不动杆菌属Acinetobacter(3.68%)、狭义梭菌属Clostridium sensu stricto 1(3.32%)、芽孢杆菌属Bacillus(2.89%)、鞘氨醇单胞菌属Sphingomonas(2.37%)、Peptoclostridium(2.35%)和冷杆菌属Psychrobacter(2.26%)。2.纯培养同种培养基上生长的菌落经过收集、混合、DNA提取、16S r RNA测序后与原始皮肤样品的测序结果进行对比,在OTU水平上,统计非培养皮肤样本所得总OTU,通过纯培养可以得到19.74%。OTU丰度大于0.01%时,纯培养可以得到非培养皮肤样本高于0.01%丰度OTU的27.14%。OTU丰度大于0.1%时,纯培养可以得到非培养皮肤样本高于0.1%丰度OTU的47.67%。但每个皮肤样本的培养结果差异很大。样品skin12培养出较多的OTU,在不同丰度水平上,纯培养所得OTU占非培养所得OTU的35.29%、46.42%、82.14%。3.分离纯化得到340株纯培养细菌,包含了4个门、24个科分类水平下的42个属。4.动物模型试验初步探究来源于高海拔藏族人皮肤的菌株对皮肤紫外辐照的保护效果:选取了6株菌Arthrobacter gandavensis、Bacillus psychrosaccharolyticus、Erwinia soli、Paenibacillus amylolyticus、Paenibacillus terrae和Psychrobacter psychrophilus。皮肤细菌定植与紫外辐照试验后,对皮肤切片按照病理损伤分级进行评分,最终的皮肤形态组织评分结果显示,试验组C(Erwinia soli)与紫外辐射对照组相比,差异有统计学意义(p<0.01)。本研究揭示了高海拔藏族人皮肤表面具有丰富的微生物资源,且具有极大的潜在应用价值。通过常见的易获得的培养基能够培养得到绝大多数的皮肤细菌。

关键词：皮肤微生物纯培养 16S rRNA v3-v4 紫外辐照

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