高通量測序技術(shù)解析中學(xué)校園細(xì)菌群落的特征組成
發(fā)布時(shí)間:2021-03-10 22:28
中小學(xué)校園是具有人口密度大、微生物傳播和交流活躍等特點(diǎn)的特殊人居環(huán)境。校園微生物群落組成及其傳播是影響青少年健康微生物組形成和發(fā)育的重要因素。以某中學(xué)校園為研究對象,探究校園不同場所的微生物群落結(jié)構(gòu),力圖初步闡明校園微生物群落及其特征分布。采集教學(xué)樓扶手、實(shí)驗(yàn)樓扶手門和把手、體育館扶手、食堂門把手等人體最易接觸到的物體微生物樣品,采用Illumina HiSeq平臺對采集的樣品進(jìn)行細(xì)菌16S rRNA基因V4區(qū)高通量測序,分析各樣品的細(xì)菌群落特征。結(jié)果顯示,不同場所細(xì)菌群落存在著不同的特征組成。盡管各場所物體表面的微生物主要屬于變形菌門(Proteobacteria),厚壁菌門(Firmicutes)和放線菌門(Actinobacteria)等的棲水菌屬(Enhydrobacter),鏈球菌屬(Streptococcus),葡萄球菌(Staphylococcus)等屬,但其相對豐度存在著顯著的差異。例如,從食堂樣品中檢測到的豐度較高的不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)和氣球菌屬(Aerococcus),在教學(xué)區(qū)域場所中未發(fā)現(xiàn)這兩類微生物。體育館樓梯扶手表面物種多樣性顯著高于其他場...
【文章來源】:生物技術(shù)通報(bào). 2020,36(08)北大核心
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
各建筑物場所屬水平下Venn圖
根據(jù)物種預(yù)測信息,分析表明:體育館的物種豐富度最高(可觀測SV數(shù)為414),其次是實(shí)驗(yàn)樓(可觀測SV為255)和教學(xué)樓(可觀測SV為223),最后是食堂(可觀測SV為201)(圖1-B)。與此類似的是,體育館的Shannon指數(shù)也最高,其次是實(shí)驗(yàn)樓和教學(xué)樓,而食堂的Shannon指數(shù)也最低(圖1-A)。為什么體育館的物種豐富度最高而食堂的最低?究其原因,有如下幾種可能:(1)該學(xué)校只有一個(gè)體育館,到體育館上課的學(xué)生數(shù)量大于其他10個(gè)樣品對應(yīng)學(xué)生數(shù)量;(2)在體育館里的活動(dòng)中,人體運(yùn)動(dòng)代謝產(chǎn)生產(chǎn)生更多的汗液、皮脂等等,為微生物生長和繁殖提供了營養(yǎng)物質(zhì)條件。至于食堂中微生物相對豐度和多樣性指數(shù)較低的原因,可能要?dú)w功于食堂中經(jīng)常進(jìn)行消毒滅菌。依據(jù)上述SV的計(jì)算和預(yù)測,計(jì)算所有樣本基于SV的Unweighted-Unifrac距離和WeightedUnifrac距離,進(jìn)行主坐標(biāo)(PCoA)分析,以圖了解樣品微生物群落的聚類情況和群落結(jié)構(gòu)相似性。Weighted-Unifrac和Unweighted-Unifrac分析的區(qū)別在于Unweighted-Unifrac不考慮物種豐度。在PCoA圖中,如果樣本距離越接近,表示物種組成結(jié)構(gòu)越相似。結(jié)果顯示,各樣品按照場所用途的不同在第一、二坐標(biāo)上有明顯區(qū)分。從Weighted-Unifrac分析(圖2-A)和Unweighted-Unifrac分析(圖2-B)結(jié)果,可以看出:來自于不同場所的樣品微生物群落大體按照場所功能而聚類,例如食堂、實(shí)驗(yàn)樓、體育館、教室樓樣品中微生物群落基本各自聚在一起。進(jìn)一步利用PERMANOVA相似性分析,結(jié)果表明教學(xué)區(qū)域與食堂之間存在顯著差異,其中Weighted-Unifrac距離下P=0.017,Unweighted-Unifrac距離下P=0.006。
用Unweighted-Unifrac距離和Weighted-Unifrac距離計(jì)算的PCoA圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大學(xué)校園不同場所空氣微生物種類及分布特征[J]. 黃國英. 甘肅農(nóng)業(yè). 2019(08)
[2]杭州市西湖景區(qū)春季空氣細(xì)菌多樣性特征[J]. 樓秀芹,郭衛(wèi)俊,姚文沖,方治國. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(08)
[3]冬季校園空氣微生物含量測定與評價(jià)[J]. 李玲玲,李青愛,易回香. 重慶工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(04)
[4]應(yīng)用高通量測序技術(shù)研究新疆產(chǎn)區(qū)葡萄果實(shí)、葉片及果園土壤微生物多樣性[J]. 魏玉潔,鄒彎,馬文瑞,閆寅卓,武運(yùn),薛潔. 食品科學(xué). 2018(06)
[5]城市空氣微生物的監(jiān)測及研究進(jìn)展[J]. 薛林貴,姜金融,Erhunmwunsee Famous. 環(huán)境工程. 2017(03)
[6]我國學(xué)校微生物污染狀況研究進(jìn)展與展望[J]. 李紅,田曄,江瑤. 中國微生態(tài)學(xué)雜志. 2016(10)
[7]上海師范大學(xué)教學(xué)設(shè)施衛(wèi)生狀況調(diào)查與研究[J]. 鄧怡卿,趙渝. 上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(05)
[8]校園空氣微生物濃度的監(jiān)測與分析[J]. 喻道軍,葉麗杰,程明,李鼎,楊碩鐸,鄭世野. 微生物學(xué)雜志. 2011(02)
[9]20株棒狀桿菌屬細(xì)菌的鑒定和藥敏試驗(yàn)[J]. 帥麗華,周會(huì)祥,孫曉紅,冷耀明. 臨床檢驗(yàn)雜志. 2009(02)
[10]校園空氣微生物污染狀況及時(shí)空分布特征[J]. 陳源,巨天珍,趙英杰,賈麗. 云南地理環(huán)境研究. 2007(05)
本文編號:3075385
【文章來源】:生物技術(shù)通報(bào). 2020,36(08)北大核心
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
各建筑物場所屬水平下Venn圖
根據(jù)物種預(yù)測信息,分析表明:體育館的物種豐富度最高(可觀測SV數(shù)為414),其次是實(shí)驗(yàn)樓(可觀測SV為255)和教學(xué)樓(可觀測SV為223),最后是食堂(可觀測SV為201)(圖1-B)。與此類似的是,體育館的Shannon指數(shù)也最高,其次是實(shí)驗(yàn)樓和教學(xué)樓,而食堂的Shannon指數(shù)也最低(圖1-A)。為什么體育館的物種豐富度最高而食堂的最低?究其原因,有如下幾種可能:(1)該學(xué)校只有一個(gè)體育館,到體育館上課的學(xué)生數(shù)量大于其他10個(gè)樣品對應(yīng)學(xué)生數(shù)量;(2)在體育館里的活動(dòng)中,人體運(yùn)動(dòng)代謝產(chǎn)生產(chǎn)生更多的汗液、皮脂等等,為微生物生長和繁殖提供了營養(yǎng)物質(zhì)條件。至于食堂中微生物相對豐度和多樣性指數(shù)較低的原因,可能要?dú)w功于食堂中經(jīng)常進(jìn)行消毒滅菌。依據(jù)上述SV的計(jì)算和預(yù)測,計(jì)算所有樣本基于SV的Unweighted-Unifrac距離和WeightedUnifrac距離,進(jìn)行主坐標(biāo)(PCoA)分析,以圖了解樣品微生物群落的聚類情況和群落結(jié)構(gòu)相似性。Weighted-Unifrac和Unweighted-Unifrac分析的區(qū)別在于Unweighted-Unifrac不考慮物種豐度。在PCoA圖中,如果樣本距離越接近,表示物種組成結(jié)構(gòu)越相似。結(jié)果顯示,各樣品按照場所用途的不同在第一、二坐標(biāo)上有明顯區(qū)分。從Weighted-Unifrac分析(圖2-A)和Unweighted-Unifrac分析(圖2-B)結(jié)果,可以看出:來自于不同場所的樣品微生物群落大體按照場所功能而聚類,例如食堂、實(shí)驗(yàn)樓、體育館、教室樓樣品中微生物群落基本各自聚在一起。進(jìn)一步利用PERMANOVA相似性分析,結(jié)果表明教學(xué)區(qū)域與食堂之間存在顯著差異,其中Weighted-Unifrac距離下P=0.017,Unweighted-Unifrac距離下P=0.006。
用Unweighted-Unifrac距離和Weighted-Unifrac距離計(jì)算的PCoA圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]大學(xué)校園不同場所空氣微生物種類及分布特征[J]. 黃國英. 甘肅農(nóng)業(yè). 2019(08)
[2]杭州市西湖景區(qū)春季空氣細(xì)菌多樣性特征[J]. 樓秀芹,郭衛(wèi)俊,姚文沖,方治國. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(08)
[3]冬季校園空氣微生物含量測定與評價(jià)[J]. 李玲玲,李青愛,易回香. 重慶工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2018(04)
[4]應(yīng)用高通量測序技術(shù)研究新疆產(chǎn)區(qū)葡萄果實(shí)、葉片及果園土壤微生物多樣性[J]. 魏玉潔,鄒彎,馬文瑞,閆寅卓,武運(yùn),薛潔. 食品科學(xué). 2018(06)
[5]城市空氣微生物的監(jiān)測及研究進(jìn)展[J]. 薛林貴,姜金融,Erhunmwunsee Famous. 環(huán)境工程. 2017(03)
[6]我國學(xué)校微生物污染狀況研究進(jìn)展與展望[J]. 李紅,田曄,江瑤. 中國微生態(tài)學(xué)雜志. 2016(10)
[7]上海師范大學(xué)教學(xué)設(shè)施衛(wèi)生狀況調(diào)查與研究[J]. 鄧怡卿,趙渝. 上海師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(05)
[8]校園空氣微生物濃度的監(jiān)測與分析[J]. 喻道軍,葉麗杰,程明,李鼎,楊碩鐸,鄭世野. 微生物學(xué)雜志. 2011(02)
[9]20株棒狀桿菌屬細(xì)菌的鑒定和藥敏試驗(yàn)[J]. 帥麗華,周會(huì)祥,孫曉紅,冷耀明. 臨床檢驗(yàn)雜志. 2009(02)
[10]校園空氣微生物污染狀況及時(shí)空分布特征[J]. 陳源,巨天珍,趙英杰,賈麗. 云南地理環(huán)境研究. 2007(05)
本文編號:3075385
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