2018-09-20
正文
近期，派(pai)森諾生(sheng)物與華(hua)中(zhong)農(nong)業大學合作，在《Microbial Pathogenesis》（影響(xiang)因子2.332）發表(biao)論文，通(tong)過研(yan)究雞腸道菌(jun)群微(wei)生(sheng)物，探(tan)索雞腸道菌(jun)群微(wei)生(sheng)物的多(duo)樣性(xing)和組成與其脛(jing)骨(gu)軟骨(gu)發育不全的關系(xi)。
研(yan)究(jiu)背(bei)景
對于肉雞，脛骨軟骨發育不全（TD）是嚴重(zhong)的營(ying)養和代(dai)謝疾病之(zhi)一，其(qi)特征在(zai)于脛骨生長(chang)板(ban)（TGP）的發育不良。在(zai)患病肉(rou)雞的脛骨生長(chang)板(ban)的再生產區域中只能發現很少的血管，缺乏血管導致(zhi)軟(ruan)骨細胞骨化異常，最終導致(zhi)TD的發生。TD的發病率約占家(jia)(jia)禽發病率的15-30％，這對中國家(jia)(jia)禽業造(zao)成了重(zhong)大損失。
目前的研究表明，TD的發生和血管生成障(zhang)礙(ai)有直接(jie)關(guan)系，但是(shi)它的病(bing)因尚不清楚。本(ben)文從創新的視角，從雞(ji)腸(chang)道菌群(qun)入手，研究菌群(qun)微生物(wu)的多(duo)樣性和組成與TD的關(guan)系。
研究(jiu)目的(de)
研究健康雞和TD雞的腸道(dao)菌(jun)群微生物的多樣性(xing)和組成，探索腸道(dao)菌(jun)群與(yu)TD的關系。
研究方(fang)法(fa)
測(ce)序(xu)技術(shu)：Illumina MiSeq高(gao)通量測(ce)序(xu)平臺
測序模式(shi)：微生物(wu)組(zu)細菌16S rRNA基因V3-V4區(qu)測序
實(shi)驗對象：40只肉雞的(de)小腸和大腸
實(shi)驗設計：對40只一日齡的肉雞進行培養(yang)。將其中20只雞作為實(shi)驗組，采用(yong)福美雙誘導其出現TD。另外20只雞作為對照組正常(chang)培養(yang)。培養(yang)18天之后，分別收集其小腸(chang)和(he)大腸(chang)的內容物用(yong)于高通(tong)量測序。
組名(ming) | 樣本(ben) |
C-S | 健康組小腸 |
TD-S | TD組小腸 |
C-L | 健(jian)康組大腸 |
TD-L | TD組大腸 |
研(yan)究結果(guo)
1、雞腸道(dao)菌群的多樣性分析
通(tong)過OTU聚類和物種(zhong)(zhong)組成分析發現，與TD雞相(xiang)比，健康雞腸道中微生物種(zhong)(zhong)類更多。
2、健康組(zu)和TD組(zu)腸道微生物(wu)組(zu)成分析
在門水(shui)平上，健康(kang)(kang)組(zu)小(xiao)腸內(nei)容物中(zhong)優勢(shi)(shi)菌(jun)(jun)群(qun)(qun)為Firmicutes（83.9%）和(he)(he)(he)Protebacteria（13.8%），TD組(zu)優勢(shi)(shi)菌(jun)(jun)群(qun)(qun)為Firmicutes（95.8%）和(he)(he)(he)Protebacteria（3.3%）。健康(kang)(kang)組(zu)大(da)腸內(nei)容物中(zhong)的(de)優勢(shi)(shi)菌(jun)(jun)群(qun)(qun)為Bacteroidetes（55.3%）和(he)(he)(he)Firmicutes（43.0%），TD組(zu)優勢(shi)(shi)菌(jun)(jun)群(qun)(qun)為Bacteroidetes（52.7%）和(he)(he)(he)Firmicutes（42.6%）。在屬水(shui)平上，健康(kang)(kang)組(zu)小(xiao)腸內(nei)容物中(zhong)優勢(shi)(shi)菌(jun)(jun)群(qun)(qun)為Lactobacillus（35.7%），Candidatus arthromitus（28.3%）和(he)(he)(he)Peptostreptococcaceae（16.3%），TD組(zu)優勢(shi)(shi)菌(jun)(jun)群(qun)(qun)為Candidatus arthromitus（42.9%），Lactobacillus（34.7%）和(he)(he)(he)Peptostreptococcaceae（15.4%）。健康(kang)(kang)組(zu)大(da)腸內(nei)容物中(zhong)的(de)優勢(shi)(shi)菌(jun)(jun)群(qun)(qun)為Bacteroides（30.9%），Barnesiellaceae（21.5%）和(he)(he)(he)Lactobacillus（16.4%），TD組(zu)優勢(shi)(shi)菌(jun)(jun)群(qun)(qun)為Barnesiellaceae（28.7%），Bacteroides（20.6%）和(he)(he)(he)Ruminococcaceae（10.4%）。
3、分別在門和屬水平上比較健康組和TD組雞的(de)腸道細菌群落(luo)
分析結果顯(xian)示，對于小腸(chang)內(nei)容(rong)物，在門(men)(men)水(shui)(shui)平(ping)上(shang)，健康組(zu)和TD組(zu)之間的(de)細菌(jun)群落沒有顯(xian)著差異(yi)。在屬水(shui)(shui)平(ping)上(shang)，TD組(zu)的(de)小腸(chang)內(nei)Eggerthella屬和Dorea屬菌(jun)群豐度明顯(xian)高于健康組(zu)。對于大腸(chang)內(nei)容(rong)物，在門(men)(men)水(shui)(shui)平(ping)上(shang)，Proteobacteria門(men)(men)有顯(xian)著差異(yi)，在屬水(shui)(shui)平(ping)上(shang)，Lactococcus 和Sutterlla屬有顯(xian)著差異(yi)。
4、腸(chang)道菌群代謝功(gong)能預(yu)測
通過PICRUSt，將雞(ji)腸(chang)道樣品的(de)(de)16S rRNA基(ji)因(yin)測序數據與代謝功能已知的(de)(de)Greengenes數據庫(ku)進行(xing)比(bi)較，我們發(fa)現(xian)功能特(te)征(zheng)(zheng)是膜轉運（12.61%），碳水(shui)化合物代謝（10.80%），復制和(he)修復（9.29%），氨基(ji)酸代謝（8.91%）和(he)翻譯（5.95%）。與健(jian)康雞(ji)的(de)(de)腸(chang)道菌群相比(bi)，TD雞(ji)的(de)(de)細胞運動(dong)功能特(te)征(zheng)(zheng)在(zai)小(xiao)腸(chang)和(he)大腸(chang)內容(rong)均有(you)顯著差(cha)異，但其他功能特(te)征(zheng)(zheng)未出現(xian)顯著差(cha)異。
總結
本研(yan)究比較了(le)(le)健(jian)康雞(ji)和(he)TD雞(ji)之間的(de)腸(chang)(chang)道(dao)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物菌(jun)群(qun)，探討了(le)(le)腸(chang)(chang)道(dao)菌(jun)群(qun)多樣性和(he)組(zu)成(cheng)的(de)差異，并對健(jian)康雞(ji)和(he)TD雞(ji)腸(chang)(chang)道(dao)菌(jun)群(qun)進行了(le)(le)代謝功能預測分(fen)析。結果表(biao)明，TD雞(ji)腸(chang)(chang)道(dao)內容物中微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物多樣性較高。同時(shi)，一些與免疫和(he)炎癥相關的(de)細菌(jun)在TD雞(ji)的(de)腸(chang)(chang)道(dao)內容物中也發(fa)現失調(diao)，這(zhe)可(ke)能影響脛(jing)骨生(sheng)(sheng)長板的(de)血(xue)管生(sheng)(sheng)成(cheng)，并在此后(hou)誘導(dao)TD的(de)發(fa)生(sheng)(sheng)。
本研究的(de)測(ce)序(xu)和數據分析工作由上(shang)海派森諾生物科技股份(fen)有限(xian)公(gong)司(si)完成。
文(wen)章(zhang)索引：Tong X, Rehman M U, Huang S, et al. Comparative analysis of gut microbial community in healthy and tibial dyschondroplasia affected chickens by high throughput sequencing[J]. Microb Pathog, 2018, 118:133-139.
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