【摘要】：鑒于腸道細(xì)菌多方式長期影響宿主生理與健康,而孕婦與新生兒作為一類特殊群體存在免疫力低下腸道功能不健全等特點(diǎn)。本文采用單細(xì)胞擴(kuò)增技術(shù)與宏基因組學(xué)相結(jié)合策略以期全面了解健康母嬰腸道細(xì)菌多樣性及基因功能信息,為深入理解腸道細(xì)菌與宿主健康相關(guān)性及其代謝潛能提供理論參考。對來自3對母嬰共計48份糞便樣本細(xì)胞懸液進(jìn)行細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)及核心基因功能組成分析,并鑒于短鏈脂肪酸對孕期能量及免疫調(diào)節(jié),人乳低聚糖在初生嬰兒能量攝入及健康調(diào)節(jié)中的關(guān)鍵作用,進(jìn)一步探討其生物合成相關(guān)功能基因分布及與核心菌群相關(guān)性。母嬰腸道細(xì)菌均涉及701個屬和1285個種,檢測限為相對豐度10-7,遠(yuǎn)多于已有大規(guī)模宏基因組數(shù)據(jù)集對健康成人1000至1150個細(xì)菌種及個體間160個共享種的菌群組成分類估計,體現(xiàn)本文所用單細(xì)胞擴(kuò)增與宏基因組相結(jié)合策略在全面獲取腸道細(xì)菌多樣性信息中的技術(shù)優(yōu)越性。同時,母親樣本除Korarchaeuw、Cenarchaeum外、嬰兒樣本除Symbiobacterium、Nasuia外均有檢出,遠(yuǎn)高于已有母嬰共享菌屬為135的分類估計,鑒于腸道細(xì)菌分類組成豐富度遠(yuǎn)高于陰道、口腔、皮膚、環(huán)境等其它初生嬰兒腸菌可能來源,提示母嬰腸道細(xì)菌垂直傳遞在分類水平上的廣泛可能。母親樣本相對豐度超1%的核心菌屬有16個占樣品微生物總量的76.10%,以Blautia、Eubacterium、Anaerostipes、Roseburia等健康腸道常駐菌為主,樣品間較好聚類。嬰兒胎糞細(xì)菌分布呈與分娩方式相關(guān)的個體差異,剖宮產(chǎn)兒核心菌屬17個合計 81.98%,主要為 Propionibacterium、Delftia、Acinetobacter、Capnocytophaga等皮膚、環(huán)境兼性厭氧條件致病菌:而順產(chǎn)兒核心菌屬15個合計65.86%,主要為Roseburia、Eubacterium、Faecalibacterium、Coproccus等腸道厭氧常駐菌,與母親樣本菌群分布更為似性。此外,初生嬰兒腸道與母親樣本近乎一致的細(xì)菌種類分布表明已有研究遠(yuǎn)低估了其腸道細(xì)菌豐富度及出生短時間內(nèi)的定植速率。低豐度物種分析發(fā)現(xiàn),母親樣本有440個物種豐度低至10-6;有67個物種豐度低至10-7,該類菌株多未在已有研究報道,卻穩(wěn)定分布于包括初生嬰兒在內(nèi)的所有樣本中,提示腸道低豐度物種的廣泛分布。它們涉及多種重要代謝途徑,其中就包括初次于腸道中溫環(huán)境發(fā)現(xiàn)的結(jié)晶纖維素高效降解古菌近源株Cellvibrio gilvus、Cellulomonas fimi、Cellulomonas flavigena,提示腸道環(huán)境存在多樣化的纖維素分解機(jī)制,及豐富的纖維素高效降解菌株、功能基因資源尚待挖掘。功能基因涉及碳、氨基酸、能量、輔酶及維生素、核酸等多種基礎(chǔ)代謝步驟,相關(guān)性熱圖顯示腸道細(xì)菌為難消化多糖轉(zhuǎn)化短鏈脂肪酸提供完整遺傳代謝途徑,且Bacteroidaceae與Firmicutes成員分別對多糖降解和短鏈脂肪酸生成表現(xiàn)出代謝偏好,提示腸道細(xì)菌可能存在復(fù)雜的菌間互養(yǎng)cross-feeding網(wǎng)絡(luò),菌間合作為營養(yǎng)及能量高效攝取、增強(qiáng)孕產(chǎn)期能量儲備提供可能。HMOs代謝相關(guān)功能基因關(guān)聯(lián)分析呈現(xiàn)了初生嬰兒腸道細(xì)菌已具備人乳低聚糖完整代謝途徑,且多與順產(chǎn)兒核心菌群正相關(guān)、與剖宮產(chǎn)兒核心菌群顯著負(fù)相關(guān)。
【圖文】：

圖１技術(shù)路線圖逡逑Ｆｉｇ．邋１邋Ｔｈｅ邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ邋Ｒｏａｄｍａｐ逡逑

１８邐基于單細(xì)胞擴(kuò)增技術(shù)對母嬰腸道細(xì)菌多樣性及功能基因研究邐逡逑圖２母嬰腸道細(xì)菌ａ多樣性分布圖逡逑Ｆｉｇ．２邋Ｔｈｅ邋ｇｒａｐｈ邋ａｂｏｕｔ邋ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ邋ｉｎｄｅｘ邋ｏｆ邋ｍａｔｅｒｎａｌ邋ａｎｄ邋ｉｎｆａｎｔ邋ｇｕｔ邋ｂａｃｔｅｒｉａ逡逑注：ａ．圖ａ：邋Ｏｂｓｅｒｖｅｄ邋ｓｐｅｃｉｅｓ：為己測物種種類數(shù)分布圖；ｂ．圖ｂ：ＣｈａｏＩ邋：據(jù)己觀測數(shù)據(jù)外推的可能樣品物種種逡逑類數(shù)；ｃ．圖ｃ：邋Ｓｉｍｐｓｏｎ：物種分布均一性指數(shù)即隨機(jī)取樣兩個體為不同種的概率，值越大物種不確定性越高、逡逑多樣性越高；ｄ．圖ｄ：邋Ｓｈａｎｎｏｎ：物種多樣性綜合指標(biāo)，由數(shù)目和豐度均一性共同決定以描述物種紊亂和不確定逡逑件，，值越大多樣性越高。逡逑３．１．３邐（３多樣性分析逡逑（３多樣性又稱生境間多樣性用以度量物種組成沿某梯度從一個群落到另一群落逡逑的變化率，強(qiáng)調(diào)比較物種組成的環(huán)境異質(zhì)性。主要為Ｕｎｉｆｒａｃ距離、及其與多變量逡逑統(tǒng)計學(xué)結(jié)合更直觀展示樣品中物種組成異同的主坐標(biāo)分析（ＰＣＡ，Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ逡逑Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ邋Ａｎａｌｙｓｉｓ）與主成分分析（ＰＣｏＡ，Ｐｒｉｎｃｉｐａｌ邋Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ邋Ａｎａｌｙｓｉｓ）。逡逑ＰＣｏＡ邋（Ｕｎｗｅｉｇｈｔｅｄ邋Ｕｎｉｆｒａｃ）邐Ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌｓ邋ｆａｃｔｏｒ邋ｍａｐ邋－邋ＰＣＡ逡逑￣
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：Q503;R17

【參考文獻(xiàn)】

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1 李獻(xiàn)梅;王小芬;崔宗均;;末端限制性片段長度多態(tài)性技術(shù)(T-RFLP)在微生物群體分析上的應(yīng)用與技術(shù)優(yōu)化[J];中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報;2009年04期

2 吳凌;趙明娟;夏成;倪宏波;張洪友;;痤瘡丙酸桿菌的分離鑒定及其對瘤胃微生物發(fā)酵的影響[J];微生物學(xué)報;2009年02期

3 劉曙光,劉明遠(yuǎn),何鉞;機(jī)器視覺及其應(yīng)用[J];河北科技大學(xué)學(xué)報;2000年04期

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1 席曉霞;初生嬰兒腸道菌群與母體各部位菌群相關(guān)性研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

本文編號：2608508