一、16s rRNA的保守字和进化树重建(英文)(论文文献综述)
李良慧[1](2021)在《弗朗西斯菌科及其邻近硫发菌目细菌的分离鉴定和比较基因组学研究》文中提出目的:弗朗西斯菌科细菌及其所隶属的硫发菌目中的邻近细菌具有潜在致病性,部分菌种具有很强的致病能力、自然宿主多、传播途径多样、对社会构成极大危害;因此,认识该类群的物种多样性、基因组特征和微生物学特性对于临床诊断尤为重要。本研究拟采用一套富集分离弗朗西斯菌科和邻近硫发菌目细菌的方案对惠州两大湾水样进行选择性分离;并拟采用现代的多相分类手段、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱技术等对前期于环境水样中分离的疑似弗朗西斯菌科的新属新种(SYSU WZ-2T和SYSU SYW-1T)进行系统分类研究以及确定它们的分类地位;同时,比较基因组学方法被用于深入研究弗朗西斯菌科菌种的基因组特性,并为探究它们的致病性和传播能力奠定基础。方法:采集惠州两大湾(双月湾和巽寮湾)的水样,通过富集浓缩和酸处理后,密集涂布于BCYE α-2216E-GVPC培养基和BHI-2216E-GVPC培养基,放置于25℃中培养,经过表型和简单生理生化实验筛选后,对疑似弗朗西斯菌科及其邻近硫发菌目细菌进行16S rRNA基因测序鉴定,初步确认分类学地位。使用细菌培养、革兰染色、扫描电子显微镜等手段进行表型鉴定;采用传统的生理生化测定方法,如过氧化氢酶,氧化酶,吲哚,脲酶,API NH,API ZYM,E-text药敏试验等;使用化学成分测定方法,例如磷脂含量,全细胞脂肪酸测定,呼吸醌等;运用16S rRNA基因测序、全基因组平均核苷酸一致率、全基因组系统发育树和基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱等研究方法,以确定前期的分离的潜在新菌种SYSU WZ-2T和SYSU SYW-1T、SYW-2、SYW-3、XLW-1 的分类学地位。选取NCBI数据库中弗朗西斯菌科细菌的全基因组数据作为研究对象,基于比较基因组学研究对104个全基因组数据进行功能聚类分析以及物种进化分析,同时针对与水产类动物疫病相关的蜃楼弗朗西斯菌(Francisella philomiragia)和高致病性土拉弗朗西斯菌(Francisella tularensis)设计特异性引物。结果:添加海水2216E培养基可以为海水环境样品中目标类群细菌的生长模拟良好的原生态环境,23份水样中有10份呈阳性结果,阳性率为43.5%。其中共有29个潜在新分类单元,甚至分离出了 19株潜在硫发菌目的新科。菌株SYSU WZ-2T是需氧、无芽孢、无动力的革兰阴性球杆菌,触酶反应弱阳性、氧化酶反应阴性。脂肪酸主要成分为C18:0 3-OH、C18:1 ω9c、C16:0和C14:0,磷脂成分为磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、双磷脂酰甘油、含氨基的未鉴定脂、含氨基的未鉴定磷脂和未鉴定磷脂,呼吸类型是泛醌-8。SYSU WZ-2T与弗朗西斯菌科菌中其他菌属在脂肪酸和磷脂的含量和成分上均存在差异。SYSU WZ-2T与菌株‘Francisella frigiditurris’ CA97-1460的16S rRNA基因序列相似度最高,达到了 99.9%。但是SYSU WZ-2T与弗朗西斯菌属合格发表的菌株相似度仅为94.8-95.9%,和另弗朗西斯菌属合格发表的菌株相似度也仅在93.8-94.2%。基于16S rRNA基因的系统发育树还显示了 SYSU WZ-2T与‘Francisella frigiditurris’ CA97-1460 聚集成一个小分支,它们的亲缘关系最为靠近,并且与弗朗西斯菌属以及另弗朗西斯菌属两大分支存在区别。MALDI-TOF MS的分析结果表明SYSU WZ-2T明显的特征离子峰为5129m/z,区别于弗朗西斯菌属的特征离子峰5180m/z;质谱聚类结果显示SYSU WZ-2T在弗朗西斯菌科中单独形成一类群。SYSU WZ-2T与弗朗西斯菌属和另弗朗西斯菌属的ANI值为72-73%。SYSU WZ-2T在全基因组构建的系统发育树中,在弗朗西斯菌科中形成独立分支并区别于其它菌属。4株菌株(SYSU SYW-1T、SYW-2、SYW-3和XLW-1)分离自惠州双月湾和巽寮湾的海水中。革兰染色阴性,严格需氧,无运动,不形成孢子。呼吸类型是泛醌-8,脂肪酸主要成分为C18:03-OH、C10:0、C14:0和C18:1ω9c,主要的磷脂成分是双磷脂酰甘油、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和未鉴定磷脂。4株菌株与弗朗西斯菌属在脂肪酸和磷脂的含量及成分上基本一致。16S rRNA基因序列相似度的比较表明,该4株菌是弗朗西斯菌属的一个新分类单元,并与弗朗西斯菌属内所有种的16S rRNA基因序列相似性小于98.8%,基因组ANI值小于95%。16S rRNA基因的系统进化树和全基因组进化树均显示,该菌株与‘Francisella salina’ TX07-7308和‘Francisella marina’ E95-16聚类在一起,但在弗朗西斯菌属中形成了一个区别于其它菌种的独立分支。MALDI-TOF MS的分析结果表明4株菌株含有弗朗西斯菌属明显的特征离子峰5180m/z。根据比较基因组学研究的结果,在全基因组系统发育树中,土拉弗朗西斯菌(Francisella tularensis)单独聚类成一组大的分支并与西班牙弗朗西斯菌(Francisella hispaniensis)和新凶手弗朗西斯菌(Francisella novicida)相邻。蜃楼弗朗西斯菌(Francisella philomiragia)在进化树中也单独聚类,同时与海水弗朗西斯菌(Francisella marina)以及盐水弗朗西斯菌(Francisella salina)相近。根据功能聚类结果寻找到针对与水产类动物疫病相关的蜃楼弗朗西斯菌(Francisella philomiragia)和高致病性土拉弗朗西斯菌(Francisella tularensis)的特异性引物。结论:基于上述的分析结果,我们采用了一套富集分离弗朗西斯菌科及其邻近硫发菌目细菌的方案,并通过此方案分离获得潜在新科。我们确定了 SYSU WZ-2T以及 4 株菌株(SYSU SYW-1T、SYW-2、SYW-3 和 XLW-1)的分类地位并提出SYSU WZ-2T是弗朗西斯菌科的新属新种,根据表型特征和基因型特征,拟将该菌株命名为河口假弗朗西斯菌(Pseudofrancisella aestuarii,模式菌株为 SYSU WZ-2T=KCTC 52557T=CGMCC 1.13718T);提出 4 株菌株(SYSU SYW-1T、SYW-2、SYW-3和XLW-1)是弗朗西斯菌属的新种,根据表型特征和基因型特征,拟将该菌株命名为盐海弗朗西斯菌(Francisella salimarina,模式菌株为SYSU SYW-1T=CGMCC 1.17031T=NBRC 113781T)。基于比较基因组学,设计出4对分别针对与水产类动物疫病相关的蜃楼弗朗西斯菌(Francisella philomiragia)和高致病性土拉弗朗西斯菌(Francisella tularensis)引物,但建议联合使用以达到更高的准确度。
周健楠[2](2020)在《口腔链球菌比较基因组研究和具核梭杆菌体内牙周炎致病性分析》文中指出目的口腔是人体五大菌库之一,超过700种细菌寄居于此。口腔微生物与口腔健康及全身健康密切相关,其中口腔链球菌和具核梭杆菌是人口腔中常见的微生物且两种细菌均含多种亚种,不同亚种对人体健康的影响略有不同。口腔链球菌属于口腔正常组分细菌,是早期定植于口腔的微生物之一,特定条件下可以引起感染性心内膜炎。该菌可分为三个亚种,分别是口腔亚种、dentisani亚种和tigurinus亚种,不同亚种的口腔链球菌在基因组成和功能上有所不同。目前针对口腔链球菌的亚种或菌株间基因组差异的研究还不完善,本课题通过比较口腔源的三株口腔链球菌的基因组,对细菌基因组组分和相关功能基因的差异进行深入探讨,为未来预防和治疗口腔链球菌引起的感染提供理论参考。具核梭杆菌是牙周优势菌,与牙周炎的发生和严重程度的增加密切相关。在牙菌斑形成过程中,具核梭杆菌是重要的桥梁微生物,通过与口腔早期定植菌结合促进致病细菌黏附和定植。此外,该细菌在全身系统性疾病中同样发挥重要作用,目前的研究发现其与直肠癌、不良妊娠结局、糖尿病等疾病都密切相关。该细菌可以细分为四个亚种,分别是具核亚种、文氏亚种、多形亚种和动物亚种,四个亚种在不同性别人群中检测率亦有差异。目前针对该菌的不同亚种在体内对牙周组织的致病性比较罕有报道,本课题使用不同亚种具核梭杆菌感染大鼠牙周组织建立了牙周炎体内模型,系统比较了不同亚种对牙周组织的致病性差异,为具核梭杆菌致病性的研究提供参考。方法采集不同口腔健康状态的志愿者多个部位的口腔微生态样本,在不同氧气浓度、营养条件下进行培养,获得口腔细菌单菌落。通过16S rRNA扩增和全长测序对单菌落进行鉴定,建立口腔微生物菌种资源库,从中筛选出口腔链球菌菌株和具核梭杆菌菌株进行后续研究。提取口腔链球菌三个菌株(SO、SOT、SOD)的全基因组DNA,进行测序组装并获得全序列的基因组完成图,进行基因组分分析和功能预测。预测三个菌株中的基因岛、CRISPR(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)、前噬菌体等组分。使用KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)数据库、VFDB(Virulence Factors of Pathogenic Bacteria)数据库、GO(Cluster of Orthologous Groups of proteins)数据库、ARDB(Antibiotic Resistance Genes Database)数据库进行基因功能、毒性因子以及抗生素抗性基因的预测。将口腔链球菌代表菌株Uo5全基因组序列作为参考序列,开展口腔链球菌比较基因组分析,分别对三个菌株进行共有-核心基因比对、单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)分析、共线性分析、系统进化树分析。在具核梭杆菌构建牙周炎体内模型的研究中,将大鼠均分为7组,分别为:空白对照组(一过性丝线结扎并注射PBS),单纯结扎组(丝线结扎并注射PBS),FNN组(丝线结扎并龈下注射具核梭杆菌标准菌株ATCC25586),FNA组、FNP组、FN51190组、FN49256组(分别在龈下注射新分离的四株具核梭杆菌),每组各6只。实验组在上颌第二磨牙处用丝线结扎,每两天在上颌第二磨牙近中颊侧龈沟内注磷酸盐缓冲液(Phosphate Buffered Saline,PBS)或0.5×109CFU单位的细菌,共注射3次。丝线结扎术后正常饮食饲养2周,处死,取上颌骨。离体的上颌骨使用Micro-CT扫描并进行三维重建,测量牙颈部最凹点到牙槽嵴顶(alveolar bone crest,ABC)的距离代表牙槽骨吸收量。实验数据使用GraphPadPrism 6.0软件进行单因素方差分析,统计结果以均数(mean)±标准差(standard deviation,SD)表示,P<0.05具有统计学意义。上颌骨及上颌磨牙进行组织切片,苏木精-伊红染色(hematoxylin and eosin,HE)比较牙龈上皮炎症程度。结果1.口腔微生物菌种资源库:共分离培养到了 1743株口腔细菌。16S rRNA比对结果显示这些细菌属于48个菌属(genus),129个菌种(species)。其中包括口腔链球菌的三个亚种和具核梭杆菌的四个亚种。2.口腔链球菌比较基因组研究:全基因组序列比对、基因功能注释及系统进化树结果显示两株细菌属于口腔链球菌亚种(菌株SOT、SOD),一株属于婴儿链球菌(菌株SO)。SOT和SOD在基因进化上近缘性较高,抗生素抗性基因基本一致。与口腔链球菌标准菌株Uo5相比,SOD在单核苷酸多态性、共有基因方面一致性较高,SOT在基因共线性方面一致性较高。SO与SOT、SOD基因组差异明显,基因组内的抗性基因差别较大。三个菌株内包含的致病相关基因不同,荚膜相关基因分类和位置不同。3.具核梭杆菌体内构建牙周炎模型分析:单纯丝线结扎组和牙周内注射具核梭杆菌组牙槽骨高度与对照组相比明显降低(P<0.05)。FN51190组较单纯结扎组牙槽骨高度明显降低,其余细菌注射组与单纯丝线结扎组,以及细菌组两两间牙槽骨高度降低没有明显差异。HE染色切片可以在细菌注射组牙龈上皮内观察到明显炎症。结论1.口腔中微生物种类丰富,个体间细菌差异表现在菌株层面。进化关系的分析用单一技术鉴定存在不确定性,如口腔链球菌和婴儿链球菌部分菌株16S rRNA相似性高难以区分,基因组其他特异基因能对其加以区分。2.人口腔中培养鉴定的口腔链球菌的基因组中包含了多种不同的致病基因,如与细菌黏附、定植、免疫逃逸相关的基因,说明口腔中的口腔链球菌有致病潜力,且菌株间有差异。3.人口腔中分离的具核梭杆菌对牙周组织都有破坏作用,作用表现在刺激牙周组织炎症反应,且炎症反应进展较慢。
李飞娜[3](2020)在《红树林和沙漠环境药用放线菌资源勘探及新物种分类学研究》文中研究指明细菌耐药问题日趋严重,亟需新型高效的抗生素,而当前新型优质抗生素药物匮乏,主要原因之一是已知菌和素的重复筛选所导致的发现成本升高和效率低下。放线菌是抗生素生产的主力军,其物种多样性是化合物多样性的基础,开发菌源,丰富药用放线菌资源,可从源头上增加新型抗生素的发现机率。栖息于特殊环境的放线菌以往研究较少,因其独特的基因类型和代谢机制,目前已成为药用放线菌资源开发的热点。基于上述背景,本研究选择红树林和沙漠这两种特殊环境,采用经典的放线菌分离方法,开展了药用放线菌资源勘探。由于实验室可培养的微生物不足自然界的1%,为有效挖掘剩余99%的微生物资源,本研究还尝试采用原位培养技术俘获红树林土壤中未培养和难培养微生物。最后针对勘探过程中发现的新物种,重点开展了多相分类学鉴定。主要工作内容如下:一、对澳门路氹城生态保护区的红树林植物进行了内生放线菌的分离纯化,并从中选取代表菌株开展抗菌活性筛选。该研究从12份植物样品中共分离得到192株内生放线菌,分布于8目17科30属,优势菌属为链霉菌属;其中22株为潜在新物种,4株新物种被鉴定发表;抗菌活性筛选结果表明,82株发酵菌株中50株具有抗菌活性,其中强抗菌活性(抑菌圈直径>20 mm)菌株6株,具有明显抗菌活性(抑菌圈直径>12 mm)的稀有放线菌21株,具有抗菌活性的潜在新物种8株,值得开展化学研究的候选菌株28株,为评价其抗菌潜力,分析了其中5株菌的次级代谢产物生物合成基因簇。二、采用原位培养技术俘获福田红树林和茅尾海红树林土壤中未培养和难培养放线菌,并从中选取代表菌株开展抗菌活性筛选和作用机制检测。从35份原位培养样品中分离得到367株放线菌,分布于7目12科30属,优势菌属为微杆菌属,其中9株为潜在新物种。抗菌活性筛选结果表明,85株发酵菌株中45株具有抗菌活性,其中强抗菌活性(抑菌圈直径>20mm)菌株10株,具有明显抗菌活性(抑菌圈直径>12 mm)的稀有放线菌13株,具有抗菌活性的潜在新物种2株。双荧光蛋白报告系统对85份发酵液酯相提取液的筛结果表明,2株链霉菌的次级代谢产物可抑制蛋白翻译。根据上述结果,确定25株菌为化学研究候选菌株,对其中1株链霉菌开展次级代谢产物生物合成基因簇分析,发现其具有产生多种抗菌活性物质的潜力,目前本课题组博士生已从该菌中分离得到3个活性化合物。三、对塔克拉玛干沙漠植物样品进行内生放线菌的分离纯化,并从中选取代表菌株开展抗菌活性筛选和作用机制检测。从15份植物样品中得到320株内生放线菌,分布于9目14科23属,优势菌属为链霉菌属,其中19株为潜在新物种,目前已经确定了 3株新物种的分类地位;抗菌活性筛选结果表明,75株发酵菌株中47株具有抗菌活性,其中具有强抗菌活性(抑菌圈直径>20 mm)的菌株6株,具有明显抗菌活性(抑菌圈直径>12 mm)的稀有放线菌10株,具有抗菌活性的潜在新物种5株;双荧光蛋白报告系统对75份发酵液酯相提取液的筛选结果表明,2株链霉菌的次级代谢产物可抑制DNA合成,2株链霉菌的次级代谢产物可抑制蛋白翻译。根据上述结果,确定19株为化学研究候选菌株,对其中4株菌进行了次级代谢产物生物合成基因簇分析,预测了其产生抗菌活性物质的潜力。在基因挖掘指导下,本课题组博士生已从2株候选菌株中分离得到14个活性化合物,其中2个为新化合物。四、选取4株澳门红树林植物内生菌(1T4Z-3、4Q3S-7、5T4P-12-1和2T4P-2-4)和3株塔克拉玛干沙漠植物内生放线菌(11W25H-1、8H24J-4-2和9W16Y-2)开展了潜在新物种的多相分类鉴定,确定了上述7株菌的分类地位,分别命名为Amnibacterium endophyticum sp.nov.、Marmoricola mangrovicus sp.nov.、Mangrovicella endophytica gen.nov.,sp.nov.、Aureimonas endophytica sp.nov.、Labedella phragmitis sp.nov.、Labedellapopuli sp.nov.和 Aeromicrobium endophyticum sp.nov.。本研究从红树林和沙漠生境中共分离得到879株放线菌,分布于9目20科54属;对242株放线菌进行抗菌活性筛选,共获得142株具有抗菌活性的菌株,其中强抗菌活性(抑菌圈直径>20 mm)菌株共22株,具有明显抗菌活性(抑菌圈直径>12 mm)的稀有放线菌共44株,具有抗菌活性的潜在新物种共15株;对160株放线菌进行基于抗菌作用机制的筛选,获得4株可抑制蛋白翻译的链霉菌和2株可抑制DNA合成的链霉菌。根据上述实验结果,确定72株为化学研究候选菌株,并对其中10株菌进行次级代谢产物生物合成基因簇分析,预测了其产生抗菌活性物质的潜能。目前本课题组博士生从本研究获得的3株化学候选菌株,分离得到了 17个活性化合物,其中2个为新化合物。另外,本研究共分离得到50株潜在放线菌新物种,7株已被鉴定发表。文献调研发现,截至2020年3月,红树林植物内生放线菌新物种共13个,其中有4株来自本研究的澳门红树林植物内生放线菌;2017-2020年1月,沙漠植物内生放线菌新物种共5个,其中有3株来自本研究的塔克拉玛干沙漠植物内生放线菌。本研究结果揭示红树林和沙漠生境中孕育着丰富且新颖的放线菌资源,是新抗生素发现的宝库。同时,采用原位培养技术可为天然产物研究提供更加丰富优质的菌源,值得深入研究。
唐刻意[4](2019)在《扬子鳄β防御素基因家族的解析及其肠道微生物冬眠适应性宏基因组学研究》文中指出扬子鳄(Chinese alligator,Alligator sinensis),中国特有的濒危爬行动物,国家一级保护动物,是世界现存的23种鳄类中的一员。作为一种半水生的食肉动物,扬子鳄无时无刻不经受来着环境和肠道病源微生物的潜在威胁。鳄类血清中存在具有广谱抗菌活性的抗菌肽类物质,其中β防御素(β-defensin)即是抗菌肽的一种,其构成动物先天性免疫系统的第一道屏障。不同于在哺乳动物和鸟类中对β防御素的广泛研究,关于爬行动物β防御素的信息则相对有限,在鳄目中甚至还未曾有β防御素的报道。扬子鳄还是一种具有冬眠习性的变温爬行动物。由于寒季环境温度的下降和食物的减少,扬子鳄在冬眠期间保持深度休眠、低代谢率和禁食的生理状态。基于之前16S rRNA扩增子测序的研究表明,冬眠动物的肠道微生物群落组成和结构会随着宿主生理状态和食物摄入量的变化而呈现季节性波动。但从宏基因组水平对冬眠动物肠道微生物组在功能上的季节性变化的研究却鲜有耳闻;此外,冬眠宿主肠道黏膜及其免疫屏障与肠道菌群之间的季节性互作机理也尚不明确。因此,扬子鳄是我们研究冬眠引起的肠道菌群结构、功能改变和肠道免疫应答的天然理想模型。本研究中,我们通过生物信息学手段和RACE-PCR的方法在扬子鳄基因组scaffold6871上鉴定到一个长390 kb的β防御素基因簇,由20个新的鳄类β防御素基因(AsBDs,Alligator sinensisβ-defensin genes)组成。通过对扬子鳄β防御素的基因结构、氨基酸序列、系统进化以及组织表达的解析,揭示了扬子鳄旁系AsBDs与哺乳动物α防御素在基因演化和功能上具有高度的相似性,为后续进行的β防御素与肠道微生物的关联研究奠定了基础。针对扬子鳄肠道微生物的研究,我们通过对冬眠期和活跃期的扬子鳄消化道各段(胃、小肠和结肠)内容物和粪便样品进行16S rRNA V3-V4高变区扩增子测序,并对粪便样品进行宏基因组de novo测序,以揭示其肠道微生物在优势菌群组成、菌群结构、群落多样性和预测功能上的季节性变化规律;并探讨了扬子鳄AsBDs在肠道组织中的季节性表达模式与肠道菌群的关系。主要的研究结果如下:(1)扬子鳄β防御素基因簇包含6个鸟类同源的直系AsBDs和9个爬行动物特有的旁系同源AsBDs。旁系AsBDs拥有一段较长的(3660个氨基酸)连接肽段(Pro-piece),与哺乳动物α防御素的长连接肽段序列特征极为相似。由于二者拥有长度相当的氨基酸序列,致使旁系AsBDs和哺乳动物α防御素在电荷数和疏水性等理化性质上也保持高度的相似性。(2)旁系和直系AsBDs的“信号肽-连接肽”区段所受选择压力无明显差异(旁系:ω=0.759;直系:ω=0.604,p=0.471),二者ω值均小于1,经受纯化选择。旁系AsBDs成熟肽的ω值则显着高于直系AsBDs成熟肽(旁系:ω=1.208;直系:ω=0.499;p=0.034),表明旁系AsBDs成熟肽经历了更强烈的正选择压力;与哺乳动物α防御素成熟肽的进化方向一致。进化树结果显示旁系AsBDs与哺乳动物α防御素聚为一枝,暗示α防御素在进化上可能起源于爬行动物旁系AsBDs。(3)扬子鳄β防御素基因在各器官组织中的表达具有普遍性和差异性的特征。总体上,各AsBDs在消化道、脾、肝和肾等部位的表达量较高,在肌肉、胆囊和心脏中表达水平相对较低。旁系AsBDs在肠道各段的表达水平显着高于直系AsBDs在肠道相同部位的表达量,与同样在肠道中具有高表达特点的α防御素相似,暗示二者在表达和功能上也具有一定的相似性。(4)通过16S rRNA扩增子测序我们在扬子鳄肠道中鉴定到41个细菌门类和3215个OTUs。其中,变形菌门(Proteobacteria)、梭杆菌门(Fusobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和硬壁菌门(Firmicutes)为扬子鳄肠道微生物门水平的四大优势菌门,共同占比超过80%。基于宏基因组de novo测序,我们在扬子鳄粪便样本中共鉴定到51个细菌门和3907个细菌种,优势菌群在门和属水平上的分布情况与16S rRNA扩增子测序结果一致。(5)通过对不同季节的所有24个肠道微生物样本进行主成分分析(PCoA)、聚类分析(UPGMA)、相似性检验(ANOSIM)和典型相关性分析(CCA),结果均显示冬眠期和活跃期的扬子鳄肠道菌群在组成和结构上存在明显季节差异。环境温度和冬眠禁食是塑造扬子鳄肠道微生物群落的两个主要环境驱动因子。此外,考虑到活跃期扬子鳄的粪便与结肠处微生物群落在组成和结构上具有的较高相似度,我们提出在对濒危动物的肠道微生物进行研究时,建议使用粪便样本替代结肠样品的非损伤性取样策略。(6)拟杆门菌(Bacteroidetes)及其分类下的拟杆菌属(Bacteroides)是冬眠期扬子鳄肠道中显着大量富集的冬眠特异微生物群落,占比分别达到57.95%和55.82%。该门类的微生物具有强大的降解利用宿主来源底物——粘蛋白糖苷(Mucin glycan)的能力。基于CAZy数据库注释结果,我们总共在扬子鳄肠道宏基因组中鉴定到193个碳水化合物酶家族(CAZymes families)和458个碳水化合物酶(CAZymes)。其中有14个涉及降解和结合粘蛋白糖苷的碳水化合物酶家族和28种粘蛋白寡糖降解酶(Mucin oligosaccharide-degrading enzymes)在冬眠期显着富集,且其相对丰度显着高于活跃期。我们在细菌和宏基因组水平揭示了冬眠期肠道特异性微生物通过降解利用宿主来源的粘蛋白糖苷维持生命,以适应宿主冬眠禁食期间肠道内食物匮乏的分子机制。(7)活跃期扬子鳄消化道后段聚集着高丰度的梭杆菌门(Fusobacteria)微生物(20.37%41.22%),具有典型的食肉动物肠道微生物群落特征。梭杆菌门(Fusobacteria)分类下贡献了95%占比的是一种具有蛋白水解功能的细菌——Cetobacterium somerae,该菌在活跃期消化道后段大量富集,其相对丰度显着高于冬眠期(活跃期vs.冬眠期:小肠:17.81%vs.0.09%,p=0.05;结肠:31.40%vs.0.35%,p=0.002;粪便:33.91%vs.0.81%,p=0.038)。除了高丰度的C.somerae,我们还检测到其它20种同样具有水解蛋白质、多肽和发酵氨基酸能力的细菌在活跃期扬子鳄肠道内显着富集,表明活跃期正常进食的扬子鳄肠道内大量聚集的蛋白质降解微生物以适应宿主高蛋白的饮食结构,对动物源性食物的细菌性降解和发酵有利于宿主对营养物质更高效地消化利用。(8)扬子鳄肠道内病源微生物分布和免疫相关基因季节性表达的相关性研究结果显示,扬子鳄肠道中检测到机会病原菌在不同季节均有分布,但活跃期肠道中存在更多的常见致病菌和病毒序列(活跃期vs.冬眠期:4.03%vs.0.04%)。三个旁系β防御素(AsBD105α,105θ和105α)和MHC I1327基因在冬眠期肠道组织中的显着性高表达可能是应对冬眠期细菌性粘蛋白降解导致黏膜屏障减弱的免疫补偿机制;直系β防御素(AsBD5,AsBD10和AsBD13)、MHC beta和TLR-2基因的表达量则在活跃期显着地高于冬眠期,以抵御活跃期肠道内更多的病源微生物的入侵。得益于肠道免疫基因与肠道菌群的季节性互作反馈机制,扬子鳄得以维持肠道微生态系统的稳态并保障机体的健康。综上所述,扬子鳄β防御素基因簇的解析为后续研究其它动物类群尤其是爬行动物β防御素的进化研究提供了基础信息;为理解我国特有珍稀动物扬子鳄的免疫适应机制提供了重要参考;对未来开发新的抗生素类药物提供了重要的理论和应用依据。同时,在濒危动物的系统性保护工程中,我们呼吁相关从业人员应更多地关注动物肠道微生物多样性保护。扬子鳄肠道微生物组的研究结果在濒危动物保护生物学研究以及“宿主-微生物”共生体在能量代谢和免疫应答方面的互作机理具有重要实用意义和理论价值。
许浩[5](2019)在《中印亚界颏花金龟族系统分类及其疑难种的分子鉴定(鞘翅目:金龟科:花金龟亚科)》文中指出由于大多数颏花金龟族昆虫非常罕见,且研究材料缺乏,导致其系统分类学研究十分薄弱。本研究针对分布于东洋界中印亚界(即中国秦岭以南、日本琉球以西、泰国克拉地峡以北及缅甸阿拉干山脉以东的广泛区域,和喜马拉雅山脉南麓)的颏花金龟族进行系统学研究。对属级阶元的系统发生地位进行了分析,对种级分类单元进行了分类学厘定,并对疑难种进行了分子鉴定。主要研究结果如下:(1)明确了中印亚界颏花金龟族属级阶元的系统发生地位。分别基于60个成虫形态特征和线粒体基因COI(cox1)、16S rRNA(rrnl)、核基因28S rRNA三基因联合分子数据,利用最大简约法、最大似然法和贝叶斯法构建了中印亚界颏花金龟族的系统发育树,其10个属级阶元的系统发生地位为((((跗花金龟属Clinterocera Motschulsky,1858+(宽唇花金龟属Priska Jákl,2018+黑艳花金龟属Platysodes Westwood,1873))+((弯颏花金龟属Coenochilus Schaum,1841+细花金龟属Tenuicorporeus)+小花金龟属Cymophorus Kirby,1827)+锈绒花金龟属Parapilinurgus Arrow,1910+三犄花金龟属Centrognathus Guérin-Méneville,1840)+臀花金龟属Campsiura Hope,1831)+角花金龟属Goliathopsis Janson,1881)。(2)厘定了中印亚界颏花金龟族物种。通过检视85家国内外单位馆藏的近1400头标本和全部现存的模式标本,确定中印亚界颏花金龟共59种。其中,建立新属1个、描述新种11个(已发表6个),提出新组合4个,指定选模16种(已发表6种)、新模1种(已发表)。提供了中印亚界颏花金龟族名录及其文献引证、识别特征、检视记录、地理分布和28版彩图,编制了分属分种检索表。(3)应用DNA条形码技术界定了中印亚界颏花金龟族疑难种。利用COI(cox1)基因的DNA条形码片段,通过遗传距离法和进化树法,对白斑跗花金龟Clinterocera scabrosa(Motschulsky,1854)的类似标本进行界定,确定以往认为的C.mandarina(Westwood,1873)、C.obsoleta(Fairmaire,1878)、C.helleri(Fairmaire,1897)和C.tuberculata Kraj(?)ik,2011均为白斑跗花金龟的变异;对产自中国贵州和云南的尖唇锈绒花金龟Parapilinurgus chinensis Kraj(?)ik,2010标本进行界定,确定两地标本实为两个独立的物种。
罗广文[6](2019)在《常见益生菌在八大疾病队列肠菌中的潜在角色与肠道细菌库的构建》文中指出益生菌因其具有调节肠道微生态、调节免疫、抗炎和抗肿瘤等益生功能广受消费者青睐,从而衍生出多种多样的益生菌产品,如酸奶和益生菌OTC制剂,其全球消费量巨大。尽管有些益生菌菌株已被广泛使用,但对菌株安全性,代谢能力差异,菌株之间复配的潜在互补性仍不够清楚,尤其涉及到常见益生菌在不同疾病人群肠道中的相对丰度差异及潜在角色的系统性研究甚少,研究者和生产者难以精准开发和生产益生菌产品,消费者也缺乏足够的依据去选择产品。高通量测序技术的发展促进了益生菌基因组和肠道菌群测序的普及,特别是宏基因组关联分析等方法对人类微生物群与许多非传染性疾病(如肥胖、糖尿病、肝病,神经退行性疾病甚至癌症)关系的研究,显示出肠道菌群具有成为新型益生菌来源库的巨大潜力。丰富的已公开发表的疾病队列肠道宏基因组测序数据、细菌基因组序列和先进的研究方法使得系统性地检测常见益生菌的相对丰度和相互作用关系进而评估它们在肠道微生物群落中的角色以及比较它们的安全性和功能差异性及互补性成为可能。因此,本研究在疾病队列的肠道细菌宏基因组数据和益生菌基因组数据的基础上,进行数据挖掘,同时结合肠道细菌的大规模分离培养实验和高通量单菌基因组测序分析,旨在阐明常见益生菌、人类肠道微生物群与健康和疾病之间的关系,阐明人类肠道可培养细菌的基因组特征,对于指导常见益生菌、新型肠道益生菌的精准应用有着重要的意义。本研究根据中国国内市场上酸奶和OTC益生菌制剂产品标签收集了益生菌菌种名称,主要涉及15个菌(亚)种,在本研究中定义为常见益生菌菌种(或主要传统益生菌菌种,Major Traditional Probiotics(sub)Species,MTPS)。收集了 已公开发表的 1815 份粪便宏基因组测序数据,涵盖常见八大疾病队列(克罗恩病、结直肠腺瘤-癌、强直性脊柱炎、肝硬化、Ⅱ型糖尿病、肥胖、类风湿性关节炎和动脉粥样硬化性心血管疾病),通过病例—对照研究和基于共丰度的菌群互作分析的方法,研究各个队列中饰演主要角色的菌种及MTPS在其中的角色。结果显示,克罗恩病主要以潜在益生菌缺乏为主,肝硬化和动脉粥样硬化性心血管疾病以潜在致病菌增多为主;总体上看,MTPS在肠道菌群与疾病关联中主要饰演了非主导型的角色,对疾病预防或治疗的作用可能逊色于其他肠道细菌,并且有些菌种在不同队列的富集方向不一致。因此,既要深入研究常见益生菌的菌种/菌株的遗传多样性,指导常见益生菌的精准使用,也要开发新型肠道益生菌资源,构建肠道细菌库,为疾病预防或治疗提供更多起关键作用的基础资源。本研究中的MTPS所对应的已公开发表基因组序列的菌株共444株,对它们进行泛基因组比较分析。应用泛基因组指数,调查MTPS遗传多样性的影响因素。结果表明,不同菌种的泛基因组指数有明显差异,且可能受到包括分离来源、基因组特征和菌种内基因组数量等多因素影响。提示在选择泛基因组水平开放性的菌种时应该更加细致。比较潜在友好生态位组的菌株和潜在不友好生态位组的菌株在携带潜在毒力因子、抗生素耐药基因方面的差异,结果表明潜在友好生态位组的菌株更安全。分析菌种/菌株特异性的代谢能力优势,并基于KEGG模块量化菌株复配的互补性,结果显示菌种/株之间的遗传距离越大,复配的互补性可能更强,这有待进行共培养实验去验证。嗜酸乳杆菌KLDS1.0901作为MTPS的代表,初步考察其生胆固醇降解能力等,并将其与已发表的8株肠道细菌的胆固醇降解能力进行初步比较,结果显示KLDS1.0901的胆固醇降解能力远远弱于这8株肠道细菌。本研究还从154名中国健康志愿者的粪便样品中,采用11种培养基和严格厌氧操作的大规模培养方法,获得了 6487个微生物单菌落培养物。先通过全长16S rDNA测序与比对,挑选出重要的或新颖的菌株1759株,再进行全基因组测序,最终构建了包含1520株细菌的肠道细菌库及其高质量的肠道可培养细菌基因组数据集(Culturable Genome Reference,CGR)。这些细菌可以归类成338个菌种水平的基因组簇,覆盖了人体肠道细菌的主要门,包括厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门、变形菌门和梭杆菌门,覆盖了 38个低丰度(<1%)的菌属。其中的134个簇是新菌种,50个簇是属于新菌属的成员。将CGR里的菌株物种注释信息与八大队列中病人缺乏菌的信息进行比对,结果发现,八大队列病人缺乏菌中精确注释到菌种的共有444菌种次,能被CGR捕获169菌种次,总体捕获率达到了 3 8%。CGR与现有肠道细菌参考数据集(IGCR)的深入比较,结果显示CGR显着(P<0.0001)提高了宏基因组分析比对率和分辨率。IGCR加上CGR后,基因集数目和蛋白质簇数目提高了22%和16%。用已发表的包括中国人、美国人、丹麦人和西班牙人的共计936份肠道宏基因组测序数据进行评价,发现IGCR加上CGR后,数据平均比对率分别显着(P<0.0001)提高了 24.88%、16.95%、18.47%和20.12%,而且对中国人肠道数据的比对率提升作用最大,这可能与构建CGR的所有样品均来源于中国人有关。本研究通过功能基因注释的多种方法,展示了 CGR的基因组功能特点。KEGG代谢通路分析显示:涉及碳水化合物和氨基酸代谢的通路是肠道微生物的核心功能;毒力因子和抗生素耐药性在变形菌门中含量丰富,提示该菌门可能是条件致病菌库;氨基酸和维生素B合成基因广泛存在于各种肠道细菌中,表明肠道微生物群可能是素食中缺乏的营养物质的替代来源。泛基因组分析结果表明:CGR中拟杆菌门细菌是变异的,厚壁菌门和变形杆菌门的细菌是较小变异的,而放线菌门的细菌是相当保守的;管家基因功能显着(P<0.05)富集于核心基因组中,与环境适应性和菌株特异性相关的基因功能则显着(P<0.05)富集于非核心基因组中。
陈晓娇[7](2019)在《人体肠道可培养细菌的初步探索及一株肠道细菌新种的分类鉴定》文中提出背景:人体肠道微生物与宿主的健康和疾病状态息息相关,近年来高通量测序和组学技术的发展将人们对肠道菌群的认知和理解引领到一个新的高度。但同时,分离获得更多的肠道细菌纯培养物的局限性和重要性也日益彰显。一方面,由于肠道菌群的高度多样性和复杂性以及传统培养方法的限制,目前得到的肠道细菌种类仅占肠道细菌总量的极少数,且多数细菌的功能是未知的;另一方面,获得更多的细菌纯培养物并确定其分类和功能,是人体微生物组研究的物质基础,对解析肠道菌群与宿主共生的机制具有重要意义。目的:1、分析不同培养条件下的菌群特征及肠道可培养细菌的初步探索;2、对分离得到的可疑新菌种用多相分类学方法进行鉴定,确定其系统发育学地位;3、对分类错误的[Clostridium]hiranonis进行重新分类,完善微生物分类学系统。方法及结果:本研究第一部分首先通过对不同培养条件下菌群数据的分析,说明不同培养条件对体外培养肠道菌群多样性及结构的影响;其次利用多重培养条件以及质谱和16S rRNA基因测序等多种鉴定手段,从人体粪便样本中分离培养出185种不同的肠道细菌。这些细菌分别来自厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门、放线菌门和梭杆菌门。其中厚壁菌门的细菌在种类和数量上占绝对优势,占细菌总数的56%;其次是变形菌门、拟杆菌门和放线菌门,分别占总量的16%、14%和11%;而梭杆菌门数量最少,只分离到梭杆菌属的5种细菌,占分离到的细菌总量的3%。另外从培养因素分析,厌氧环境培养以及利用血培养瓶预培养有利于分离出其中的大部分细菌,分别占分离到的细菌总数的68.1%和50.8%。研究的第二部分主要是利用多相分类学对分离得到的可疑新菌ZHW000191T进行分类鉴定。其中与菌株ZHW000191T的16S rRNA基因序列相似度最高的菌株是C.hiranonis TO-931T,相似度为95.94%,低于种间判断靶值,认为菌株ZHW000191T可能为新菌种。因此选取了相似度最高的菌株C.hiranonis T0-931T和消化链球菌科(Peptostreptococcaceae)的代表菌厌氧消化链球菌(Peptostreptococcus anaerobius DSM 2949T)作为参考菌株和待测菌一起进行多相分类学分析。根据遗传、表型和细胞化学等多个层次的分析结果,确定了菌株ZHW00191T一个新菌种,与C.hiranonis属于同一个属。由于C.hiranonis是一个分类错误的名称,我们提出在消化链球菌科中加入一个新属并命名为消化醋酸杆菌属(Peptacetobacter gen.nov.),菌株ZHW00191T作为该新属的模式菌种,命名为人消化醋酸杆菌(Peptacetobacter hominis gen.nov.,sp.nov.)。同时将目前分类错误的细菌C.hiranonis也重新分类到这个新属,重新命名为Peptacetobacter hiranonis。结论:本研究通过分析不同培养条件下的菌群特征及对肠道可培养细菌的初步探索,分离获得部分肠道细菌,为后续肠道细菌的分离培养奠定工作基础,也为人体微生物组研究提供了物质基础。另外,通过对新种ZHW00191T的多相分类学鉴定,确定其分类学地位,命名为Petpacetobacter ominis gen.nov.,sp.nov.;对分类错误的Clostridium hiranonis重新分类命名为Peptacetobacter hiranonis。
许姝歆[8](2019)在《中国西南喀斯特地域淡水蟹类的物种多样性及分子系统地理学研究》文中认为目的:1.基于16S rRNA基因建立分布于中国西南喀斯特地域淡水蟹物种的系统发生树,探讨与确立中国淡水蟹类地理区划分区单元与西南喀斯特地貌的关系。2.基于作者采集和南昌大学基础医学院淡水十足目甲壳动物与并殖吸虫研究室标本库所保藏的西南八省区的31属129物种合计640个淡水蟹类个体,由此构建西南喀斯特地域淡水蟹类地理信息系统(GIS),旨在寻找喀斯特地貌与淡水蟹类物种的分布方式及物种多样性间可能存在的内在规律。3.测定中国西南喀斯特地貌溪蟹科下7属7种淡水蟹线粒体基因组,并进行系统发生分析以及比较线粒体基因组学研究,尝试厘清中国西南喀斯特地貌淡水蟹类的分子系统发育关系,推演该地域淡水蟹类属、种可能的分化年代。方法:1.基于对西南喀斯特地域淡水蟹类形态分类及其分子亲缘的初步研究,样点的选择以淡水蟹类“种”为基准,依据喀斯特地貌特征来确定标本的具体采集地点,作者与研究团队按照课题计划前往拟定的地点进行标本采集,并统计研究室标本库历年已在西南喀斯特地域采集保存的淡水蟹类标本一同用于本项目研究。对所选取的标本在与模式标本比对的基础上进行形态学鉴定,记录标本采集样点的经纬度等,并对其是否处于喀斯特地貌加以区分。2.对样本进行DNA的提取与16S基因的扩增及测定,并检索NCBI数据库,下载分布于西南八省区且具有16S基因的物种序列,联合本实验测得的序列建立基于16S基因的系统发生分析树。3.基于喀斯特科学数据中心(www.karstdata.cn)提供的中国南方喀斯特空间分布数据,通过地理信息系统(GIS)构建中国西南喀斯特地域八省区淡水蟹类物种分布图。4.获取中国西南喀斯特地域下7属7种淡水蟹线粒体全基因组,分析其基因组组成、基因排列顺序、tRNA结构及密码子使用情况等,并联合其他短尾下目物种的13个蛋白质编码基因进行系统发生分析以及分歧时间估算。结论:1.中国大陆现有淡水蟹类共计2科48属324种,其中85.42%的属和60.49%的种集中分布在西南八省区。2.基于16S基因序列进行的系统发生分析结果显示所有淡水蟹基本以属为单位形成了各自的分支,且分布于云南省的物种形成了一条独立的进化支,且其中的大部分物种仅为云南省特有。3.对于基于16S基因构建的系统发育树,基因间隔消失的现象时有出现,尤其龙溪蟹属下物种的种间分类情况较不理想。4.通过对西南各八省区内淡水蟹地理信息系统的分析表明,以省/市/自治区为单位淡水蟹物种的分布及多样性与喀斯特地貌无显着关联。5.气候、纬度及喀斯特地形在淡水蟹的形成、生存和分化过程中均具有重要作用。其中,气候和纬度决定了淡水蟹是否具有适宜生存的环境,而喀斯特地形则在淡水蟹的物种分化过程中起到了重要作用。6.分布于中国西南喀斯特地域下7属7种溪蟹科淡水蟹类的线粒体基因组全长在19,236 bp(相似非拟溪蟹)至16,547 bp(镜头华石蟹)之间。所有物种均包含后生动物线粒体基因组典型的37个基因和一个控制区,且核苷酸组成均表现出明显的AT偏向性。7.在本次测序的7个物种中,兴安内陆溪蟹和灵川博特溪蟹的线粒体全基因组出现的了异常的tRNA基因(tRNA-Ile和tRNA-Met)。8.与泛甲壳动物原始排列顺序及其他淡水蟹类的基因排列顺序相比,在兴安内陆溪蟹和灵川博特溪蟹中发现了一种全新的基因排列方式,其中包含了两个蛋白质编码基因包括COX1基因的重排,这在短尾下目物种中是非常罕见的。9.基于短尾下目物种线粒体基因组的13个编码蛋白基因建立的ML树和BI树表现出相似的拓扑结构,具有较高的置信度,分析结果与当前主流的物种分类体系趋于一致。10.基于13个编码蛋白基因的分歧时间估算结果显示淡水蟹的分化时间为113.3008 Ma,拟地蟹总科与溪蟹总科分化于74.8013 Ma。11.墨脱近溪蟹与相似非拟溪蟹的分化时间与青藏高原和云贵高原形成的时间相吻合,提示墨脱近溪蟹与相似非拟溪蟹可能来自共同祖先,由于横断山脉的发育造成的地理隔离从而促成了物种的分化。12.分布于中国西南喀斯特地貌下的7个物种的分化时间基本均早于其余地区的淡水蟹物种,表明分布于喀斯特区域的淡水蟹有着更为古老的历史,可能为中国大陆部分淡水蟹类的祖先,而中国西南喀斯特地区,尤其以云贵高原区域为主的喀斯特区域可能是为中国大陆部分淡水蟹的发源地。
卢毓浩[9](2019)在《西太平洋及南海深海六放海绵的分类学研究及分子系统发育关系初步研究》文中指出多孔动物门,俗称海绵,是自寒武纪晚期就出现并繁盛的原始多细胞动物,近年来的系统发育研究表明海绵位于动物进化树上的根部,是所有其他动物的姐妹群。海绵作为一种底栖滤食性的固着生物,有着重要的生态作用、商业开发价值以及生物医药价值。海绵动物也是深海较常见的生物类群之一,是深海生态系统的重要组成部分。大多数海绵的形态鉴定非常困难,海绵形态学资料通常涉及多国语言,其趋同进化和多态性等常常使海绵分类学家也感到困惑。迄今为止,海生和淡水海绵动物有效种类共计9145种,至少有两倍数量的种类仍未被发现。其中,六放海绵纲的绝大部分种类均为深海种,生存于200 m至6000 m以深的硬质和软质底上。而我国的海绵分类学研究发展迟缓,很大程度上阻碍了我国海绵动物相关研究领域的发展以及后续的产业化应用。本论文以最新的分类系统为基础,对我国大洋37航次、48航次以及“嘉庚”号KK1803航次从西太平洋采集的深海六放海绵进行较为细致的形态分类学研究,成功分析了 10个较为完整的海绵个体,其中包括7个首次发现的新种,囊括了六放海绵分类系统上最主要的三个目,在一定程度上填补了国内海绵分类学研究的空白。本文提供了各个种的详细描述信息、形态图片、骨架图片和骨针电镜图片,各种分属3目4科8属10种,该区域尚未有相似种类的记载和报道,因此所有种类均为该区域的首次报道。本论文还对航次所采集的所有深海海绵进行了分子生物学和系统发育学的工作,进行了DNA提取与PCR扩增,其中进行详细的形态学研究的10个样品中获得了全部的16S rDNA基因片段及部分的18S rRNA、28S rRNA和COI基因片段,显示16S rRNA片段的扩增效率最高。16S rRNA基因片段及多基因联合建立的系统进化树能较好地反映文中描述种的分类地位和系统发育关系,研究初步探讨了六放海绵纲部分分类单元的系统发育关系,为六放海绵系统发育学提供了重要参考和分子生物学数据。
王景[10](2018)在《16S rRNA基因二代测序中的测序深度与测序错误对微生物群落多样性分析的影响》文中进行了进一步梳理16S rRNA全长约为1540nt,存在于所有细菌的核糖体中。因其结构与功能的高度保守性,在微生物生态学研究中,常通过高通量测序对其基因片段进行测定,根据测序序列相似度的高低来反映微生物亲缘关系的远近,根据序列的出现次数来反映对应的微生物在群落中的丰度,从而得到微生物群落的物种组成比例与多样性信息。因此,根据测序数据准确地获取微生物的分类特征信息,对比较微生物群落结构的差异,乃至对锁定关键功能菌种都是至关重要的。本论文首先探讨了测序深度对反映群落多样性特征的影响。在研究中通常基于可操作分类单元(operational taxonomy unit,OTU)的丰度分布情况,通过模拟采样的方式观察alpha多样性指标随测序深度变化的稀释曲线。根据稀释曲线是否达到平台期来判断测序深度是否足够。但我们的结果发现不同alpha多样性的稀释曲线具有显着差别;同时alpha多样性指标的变化并不能对应地反映测序深度对beta多样性、样本分组显着性和分组准确率等指标的影响。我们因此提出在论证测序深度是否足够时,应综合使用多项指标,并使用重采样模拟的方式对测序深度的影响进行评估。同时根据示例数据,我们认为使用Illumina测序平台对人体共生微生物群落多样性进行研究时,应保证每个样本中的高质量序列不低于5,000条。本论文的第二部分讨论了测序错误对微生物群落分类特征信息的准确性的影响并提出了解决方法。我们发现目前的主流分析流程虽然有严格的序列质控手段,但是质控后的高质量序列中仍然存在测序错误。而正是这些测序错误导致在数据分析过程中产生了很多虚假的分类特征信息。为此我们开发了一个流程来有效地减少这些测序错误带来的影响。该流程分为两步,第一步基于序列检测最低可信限原理,使用bootstrapping采样模拟,筛选掉高质量序列中丰度低于可靠检测阈值的序列(abundance filtering,AF);第二步使用剩余的丰度较高的高质量序列进行OTU划分,并将第一步筛选出的低丰度序列与划定的OTU进行比对,将能够比对上的序列纳入OTU 的丰度计算(AF-based OTU picking and remapping,AOR)。我们使用该流程对多种数据,包括我们自行构建并测序的人工群落数据、基于数据库参考序列的模拟数据以及已公开发表的四个真实数据,与现有的主流分析流程进行了比较分析。结果显示,我们提出的流程能够最大程度地减少错误序列对于群落多样性研究的影响,从而能有效避免错误的生物学结论对后续分析和实验的误导。本论文第三部分通过一个实例介绍了基于16S rRNA基因高通量测序数据的分析方法在实际研究中的应用。在此实例中,我们研究了慢性乙型肝炎(CHB)患者中肠道菌群失调现象对肝病发生发展的作用。依据观察到的CHB患者肠道菌群结构和功能变化特点,我们提出了肠道菌群失调指数(gut dysbiosis index,GDI),该指数用肠道中“有害菌”对“有益菌”的丰度差异来指征肠道菌群的失调情况。通过肠道菌群与人体血液代谢物组的分析,我们发现肠道菌群可能参与了血液中芳香类氨基酸(aromatic amino acids,AAA)的异常积累。而AAA对促成肝纤维化、肝硬化和肝癌的病理发展具有关键性的作用。我们的这个发现提示肠道菌群可能通过干预宿主代谢的方式参与了慢性乙型肝炎向肝硬化的发展过程。综上,本文着眼于实际应用,对目前以16S rRNA基因高通量测序为检测手段的微生物群落结构与功能分析中存在的部分问题进行了探讨,并提出了切实可行的改进方案。最后用一个实际案例展示了我们改进的分析流程在微生物生态学中的应用价值。
二、16s rRNA的保守字和进化树重建(英文)(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、16s rRNA的保守字和进化树重建(英文)(论文提纲范文)
(1)弗朗西斯菌科及其邻近硫发菌目细菌的分离鉴定和比较基因组学研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
引言 |
第一章 弗朗西斯菌科及其邻近硫发菌目细菌的选择性分离和物种鉴定 |
1.1 研究材料 |
1.1.1 样品来源 |
1.1.2 主要的仪器 |
1.1.3 主要的试剂 |
1.1.4 培养基 |
1.1.5 PCR引物 |
1.1.6 分析软件 |
1.2 方法 |
1.2.1 样品采集地点选择 |
1.2.2 选择性分离、纯化、保存 |
1.2.3 基于16S rRNA基因序列的菌种鉴定 |
1.3 结果与分析 |
1.3.1 样本分离结果 |
1.3.2 潜在新分类单元汇总结果 |
1.4 小结与讨论 |
第二章 弗朗西斯菌科潜在新分类单元的鉴定和分类学研究 |
2.1 研究材料 |
2.1.1 菌株的来源 |
2.1.2 主要的仪器 |
2.1.3 主要的试剂 |
2.1.4 培养基 |
2.2 方法 |
2.2.1 菌落的表型研究 |
2.2.2 生理生化特征的研究 |
2.2.3 化学特征的研究 |
2.2.4 遗传学特性的研究 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 表型特征结果与分析 |
2.3.2 生理生化特征结果与分析 |
2.3.3 化学成分结果与分析 |
2.3.4 遗传学特征结果与分析 |
2.4 小结与讨论 |
第三章 弗朗西斯菌科细菌的比较基因组学研究 |
3.1 研究材料 |
3.1.1 菌株的来源 |
3.2 方法 |
3.2.1 泛基因组自动化分析通道(PGPA)使用 |
3.2.2 热图分析 |
3.2.3 全基因组进化树分析 |
3.2.4 平均氨基酸一致率(AAI)分析 |
3.2.5 基于差异单拷贝的核心基因蛋白质设计引物 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 基因组的筛选 |
3.3.2 功能基因聚类分析结果 |
3.3.3 全基因组进化树分析结果 |
3.3.4 物种特异基因分析结果 |
3.3.5 引物特异性验证结果 |
3.4 小结与讨论 |
结语 |
参考文献 |
附录 |
在校期间发表论文情况、参与课题与获奖情况 |
致谢 |
附件 |
(2)口腔链球菌比较基因组研究和具核梭杆菌体内牙周炎致病性分析(论文提纲范文)
中文摘要 |
英文摘要 |
符号说明 |
前言 |
第一部分 口腔微生物菌种资源库构建 |
材料与方法 |
实验结果 |
讨论 |
第二部分 口腔链球菌比较基因组研究 |
材料与方法 |
实验结果 |
讨论 |
第三部分 具核梭杆菌牙周炎体内致病性研究 |
材料与方法 |
实验结果 |
讨论 |
全文总结 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表论文情况 |
附录 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(3)红树林和沙漠环境药用放线菌资源勘探及新物种分类学研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
创新点 |
攻读博士学位期间的科研成果 |
第一部分 前言 |
第一章 研究背景 |
1.1 细菌耐药现状 |
1.2 抗生素研究现状 |
第二章 特殊环境来源药用放线菌研究现状 |
2.1 特殊环境微生物与未培养微生物 |
2.2 红树林药用放线菌研究进展 |
2.2.1 红树林生境 |
2.2.2 红树林放线菌资源多样性 |
2.2.3 红树林放线菌新物种 |
2.2.4 红树林放线菌来源的活性次级代谢产物 |
2.3 沙漠药用放线菌研究进展 |
2.3.1 沙漠生境 |
2.3.2 沙漠放线菌资源多样性 |
2.3.3 沙漠放线菌新物种 |
2.3.4 沙漠放线菌来源的活性次级代谢产物 |
第三章 抗菌活性筛选模型 |
3.1 “ESPAPE”菌株 |
3.2 双荧光蛋白报告系统 |
3.2.1 色氨酸操纵子的减弱机制 |
3.2.2 DNA的SOS应答机制 |
3.2.3 双荧光蛋白报告系统的报告质粒pDualrep2 |
3.2.4 双荧光蛋白报告系统的检测机制 |
第四章 新物种的多相分类鉴定 |
4.1 新物种的界定标准 |
4.2 多相分类 |
4.2.1 表型特征 |
4.2.2 化学分类特征 |
4.2.3 分子分类特征 |
第五章 研究内容及意义 |
5.1 研究方案 |
5.2 研究内容及意义 |
5.2.1 澳门路氹城生态保护区红树林植物内生放线菌资源勘探 |
5.3.2 采用原位培养技术挖掘红树林生境放线菌资源 |
5.3.3 塔克拉玛干沙漠植物内生放线菌药用资源勘探 |
5.3.4 特殊环境放线菌新物种的多相分类研究 |
第二部分 特殊环境药用微生物资源勘探 |
第一章 澳门红树林植物内生放线菌多样性、新颖性及抗菌活性研究 |
1.1 前言 |
1.2 实验材料 |
1.2.1 实验样品 |
1.2.2 试剂和仪器 |
1.2.3 培养基 |
1.2.4 植物浸汁 |
1.2.5 抑制剂 |
1.2.6 检定菌 |
1.3 方法 |
1.3.1 红树林植物样品处理 |
1.3.2 菌株的分离、纯化及保藏 |
1.3.3 菌株的分子鉴定及系统发育分析 |
1.3.4 菌株发酵及次级代谢产物提取 |
1.3.5 菌株抗菌活性筛选 |
1.3.6 菌株次级代谢产物生物合成基因簇分析 |
1.4 结果与分析 |
1.4.1 内生放线菌的分离结果 |
1.4.2 内生放线菌的多样性分析 |
1.4.3 192株内生放线菌在植物样品、植物组织及培养基中的分布 |
1.4.4 内生放线菌的新颖性分析 |
1.4.5 抗菌活性初筛结果 |
1.4.6 次级代谢产物生物合成基因簇分析结果 |
1.5 讨论 |
1.6 本章小结 |
第二章 采用原位培养技术初步探究红树林生境放线菌资源 |
2.1 前言 |
2.2 实验材料 |
2.2.1 实验地点 |
2.2.2 试剂和仪器 |
2.2.3 培养基 |
2.2.4 土壤浸汁 |
2.2.5 抑制剂 |
2.2.6 检定菌 |
2.3 方法 |
2.3.1 原位培养装置制作 |
2.3.2 原位培养装置埋置 |
2.3.3 原位培养样品处理 |
2.3.4 菌株的分离、纯化及保藏 |
2.3.5 菌株的分子鉴定及系统发育分析 |
2.3.6 菌株发酵及次级代谢产物提取 |
2.3.7 菌株抗菌活性筛选 |
2.3.8 菌株抗菌作用机制筛选 |
2.3.9 菌株次级代谢产物生物合成基因簇分析 |
2.4 结果与分析 |
2.4.1 原位培养装置的收回 |
2.4.2 放线菌分离结果 |
2.4.3 放线菌多样性分析 |
2.4.4 367株放线菌在不同埋样点、原位培养装置及培养基中的分布 |
2.4.5 放线菌新颖性分析 |
2.4.6 抗菌活性初筛结果 |
2.4.7 抗菌作用机制筛选结果 |
2.4.8 次级代谢产物生物合成基因簇分析结果 |
2.5 讨论 |
2.6 本章小结 |
第三章 塔克拉玛干沙漠植物内生放线菌多样性、新颖性及抗菌活性研究 |
3.1 前言 |
3.2 实验材料 |
3.2.1 实验样品 |
3.2.2 试剂和仪器 |
3.2.3 培养基 |
3.2.4 植物浸汁 |
3.2.5 抑制剂 |
3.2.6 检定菌 |
3.3 方法 |
3.3.1 沙漠植物样品处理 |
3.3.2 菌株的分离、纯化及保藏 |
3.3.3 菌株的分子鉴定及系统发育分析 |
3.3.4 菌株发酵及次级代谢产物提取 |
3.3.5 菌株抗菌活性筛选 |
3.3.6 菌株抗菌作用机制筛选 |
3.3.7 菌株次级代谢产物生物合成基因簇分析 |
3.4 结果与分析 |
3.4.1 内生放线菌的分离结果 |
3.4.2 内生放线菌的多样性分析 |
3.4.3 320株内生放线菌在植物样品、植物组织及培养基中的分布 |
3.4.4 内生放线菌的新颖性分析 |
3.4.5 抗菌活性初筛结果 |
3.4.6 抗菌作用机制筛选结果 |
3.4.7 次级代谢产物生物合成基因簇分析结果 |
3.5 讨论 |
3.6 本章小结 |
第三部分 特殊环境新物种的分类学研究 |
第一章 红树林植物内生放线菌1T4Z-3的多相分类鉴定 |
1.1 前言 |
1.2 实验材料 |
1.2.1 菌种来源 |
1.2.2 试剂 |
1.2.3 仪器 |
1.3 实验方法 |
1.3.1 形态特征观察 |
1.3.2 培养特征观察 |
1.3.3 生理生化特性测定 |
1.3.4 化学组分分析 |
1.3.5 分子分类研究 |
1.4 结果与分析 |
1.4.1 形态特征 |
1.4.2 培养特征 |
1.4.3 生理生化特性 |
1.4.4 化学分类特征 |
1.4.5 分子分类结果 |
1.5 讨论 |
1.5.1 菌株1T4Z-3~T的分类地位 |
1.5.2 Amnibacterium属分类学特征的修订 |
1.6 本章小结 |
第二章 红树林植物内生放线菌4Q3S-7的多相分类鉴定 |
2.1 前言 |
2.2 实验材料 |
2.2.1 菌种来源 |
2.2.2 试剂 |
2.2.3 仪器 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 形态特征观察 |
2.3.2 培养特征观察 |
2.3.3 生理生化特性测定 |
2.3.4 化学组分分析 |
2.3.5 分子分类研究 |
2.4 实验结果与分析 |
2.4.1 形态特征 |
2.4.2 培养特征 |
2.4.3 生理生化特性 |
2.4.4 化学分类特征 |
2.4.5 分子分类结果 |
2.5 菌株4Q3S-7~T的分类地位讨论 |
2.6 本章小结 |
第三章 沙漠植物内生放线菌11W25H-1和8H24J-4-2的多相分类鉴定 |
3.1 前言 |
3.2 实验材料 |
3.2.1 菌种来源 |
3.2.2 试剂 |
3.2.3 仪器 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 形态特征观察 |
3.3.2 培养特征观察 |
3.3.3 生理生化特性测定 |
3.3.4 化学组分分析 |
3.3.5 分子分类研究 |
3.4 实验结果与分析 |
3.4.1 形态特征 |
3.4.2 培养特征 |
3.4.3 生理生化特性 |
3.4.4 化学分类特征 |
3.4.5 分子分类结果 |
3.5 讨论 |
3.5.1 菌株11 W25H-1~T和菌株8H24J-4-2~T的分类地位 |
3.5.2 拉贝达氏菌属(Labedella)分类学特征的修订 |
3.6 本章小结 |
第四章 沙漠植物内生放线菌9W16Y-2的多相分类鉴定 |
4.1 前言 |
4.2 实验材料 |
4.2.1 菌种来源 |
4.2.2 试剂 |
4.2.3 仪器 |
4.3 实验方法 |
4.3.1 形态特征观察 |
4.3.2 培养特征观察 |
4.3.3 生理生化特性测定 |
4.3.4 化学组分分析 |
4.3.5 分子分类研究 |
4.4 实验结果与分析 |
4.4.1 形态特征 |
4.4.2 培养特征 |
4.4.3 生理生化特性 |
4.4.4 化学分类特征 |
4.4.5 分子分类结果 |
4.5 菌株9W16Y-2~T的分类地位讨论 |
4.6 本章小结 |
第五章 两株红树林植物内生细菌的多相分类鉴定 |
5.1 前言 |
5.2 实验材料 |
5.2.1 菌种来源 |
5.2.2 试剂 |
5.2.3 仪器 |
5.3 实验方法 |
5.3.1 形态特征观察 |
5.3.2 培养特征观察 |
5.3.3 生理生化特性测定 |
5.3.4 化学组分分析 |
5.3.5 分子分类研究 |
5.4 实验结果与分析 |
5.4.1 形态特征 |
5.4.2 培养特征 |
5.4.3 生理生化特性 |
5.4.4 化学分类特征 |
5.4.5 分子分类结果 |
5.5 讨论 |
5.5.1 菌株5T4P-12-1~T的分类地位 |
5.5.2 菌株2T4P-2-4~T的分类地位 |
5.6 本章小结 |
总结与展望 |
参考文献 |
中英文缩略词 |
附录 |
致谢 |
(4)扬子鳄β防御素基因家族的解析及其肠道微生物冬眠适应性宏基因组学研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第一部分 扬子鳄β防御素基因家族的鉴定与进化、表达解析 |
第一章 文献综述 |
1.1 扬子鳄的研究概述 |
1.1.1 扬子鳄的历史分布与种群盛衰 |
1.1.2 扬子鳄的保护现状 |
1.1.3 扬子鳄的生活习性 |
1.1.4 鳄类强大的免疫抗菌能力 |
1.1.5 扬子鳄免疫相关研究进展 |
1.2 抗菌肽 |
1.2.1 抗菌肽的研究现状 |
1.2.2 防御素的分类 |
1.2.3 β防御素的基因和蛋白结构 |
1.2.4 β防御素的表达与功能 |
1.2.5 β 防御素在爬行动物中的研究进展 |
1.3 防御素与肠道微生物的互作 |
1.4 立项依据与研究目的 |
第二章 材料与方法 |
2.1 主要仪器与设备 |
2.2 扬子鳄β防御素基因的预测 |
2.3 扬子鳄β防御素基因全长序列的获取 |
2.3.1 组织Total RNA的提取 |
2.3.2 5 ’-和3’-RACE |
2.3.2.1 总RNA的去磷酸化 |
2.3.2.2 沉淀RNA |
2.3.2.3 去除mRNA帽子(5’-cap)结构 |
2.3.2.4 连接RNA Oligo到 Decapped mRNA |
2.3.2.5 反转录反应 |
2.3.2.6 特异性引物扩增5’-和3’-cDNA末端 |
2.3.3 基因克隆与5’-和3’-cDNA末端序列的测序 |
2.4 扬子鳄β防御素基因组织表达检测 |
2.4.1 反转录合成cDNA |
2.4.2 实时荧光定量PCR |
2.4.3 相对表达水平分析 |
2.5 系统进化与生物信息分析 |
第三章 实验结果 |
3.1 组织总RNA提取结果与RACE-PCR扩增结果 |
3.1.1 总RNA提取结果 |
3.1.2 RACE-PCR扩增β防御素基因全长序列 |
3.2 扬子鳄β防御素基因簇的鉴定与基因共线性分析 |
3.3 扬子鳄β防御素的进化分析 |
3.4 扬子鳄β防御素基因的结构特征 |
3.5 扬子鳄β防御素的组织表达 |
3.6 扬子鳄旁系AsBDs与哺乳动物α防御素的比较分析 |
第四章 讨论 |
4.1 哺乳动物α防御素起源于旁系β防御素的假说 |
4.2 β防御素的抗菌活性 |
4.3 肠道高表达的β防御素与肠道微生物的关系 |
第五章 结论、创新点与展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 创新点 |
5.3 展望 |
第二部分 扬子鳄肠道微生物冬眠适应性宏基因组学研究 |
第六章 文献综述 |
6.1 肠道微生物研究 |
6.1.1 引言 |
6.1.2 宏基因组de novo测序 |
6.1.3 16 S rRNA扩增子测序 |
6.1.4 野生动物肠道微生物研究现状 |
6.2 动物的冬眠 |
6.2.1 冬眠的简介 |
6.2.2 冬眠影响免疫系统及肠道生理的研究 |
6.2.3 鳄鱼的冬眠及研究进展 |
6.3 冬眠对肠道微生物的影响研究进展 |
6.3.1 冬眠对肠道微生物群落多样性的影响 |
6.3.2 冬眠对肠道菌群组成的影响 |
6.4 肠道黏膜层粘蛋白(Mucin)与肠道微生物 |
6.5 肠道免疫屏障(防御素等)与肠道微生物的关系 |
6.6 立项依据与研究目的 |
第七章 材料与方法 |
7.1 实验材料 |
7.2 主要仪器与设备 |
7.3 方法与实验步骤 |
7.3.1 微生物总DNA的提取 |
7.3.2 16S rRNA扩增子文库构建与测序 |
7.3.3 扩增子测序生物信息学分析 |
7.3.4 扩增子测序结果数据分析 |
7.3.5 鸟枪法宏基因组测序 |
7.3.6 宏基因组生物信息学分析 |
7.3.7 宏基因组测序结果的统计分析 |
7.3.8 免疫相关基因肠道组织表达分析 |
第八章 实验结果 |
8.1 微生物基因组DNA提取情况 |
8.2 扩增子测序与宏基因组测序结果 |
8.2.1 扩增子测序的总体结果 |
8.2.2 宏基因组测序的总体结果 |
8.3 扬子鳄肠道微生物群落组成及其季节性变化 |
8.3.1 门水平肠道菌群的组成及其季节性变化 |
8.3.2 属水平肠道菌群的组成及其季节性变化 |
8.4 扬子鳄肠道微生物群落结构分析 |
8.4.1 扬子鳄肠道菌群α多样性分析 |
8.4.2 扬子鳄肠道菌群β多样性分析 |
8.5 扬子鳄肠道微生物组的冬眠适应性研究 |
8.5.1 冬眠期特异肠道微生物群落的组成变化及其功能 |
8.5.2 基于CAZy数据库的冬眠肠道微生物组的功能分析 |
8.6 活跃期扬子鳄肠道微生物组研究 |
8.6.1 活跃期扬子鳄特征性食肉动物肠道微生物群落 |
8.6.2 基于KEGG数据库的活跃期肠道微生物组功能分析 |
8.7 扬子鳄肠道免疫基因(β防御素等)和肠道微生物研究 |
8.7.1 扬子鳄肠道病原微生物的季节性分布 |
8.7.2 β 防御素季节性表达模式防止肠道微生物入侵 |
第九章 讨论 |
9.1 扬子鳄肠道菌群结构和组成重塑的驱动因素 |
9.1.1 环境因子对肠道微生物群落构建及其功能的影响 |
9.1.2 扬子鳄肠道菌群多样性的季节性差异 |
9.2 “肠道微生物-宿主”共生体的环境适应性及互作机理 |
9.2.1 冬眠特异性肠道微生物利用宿主来源粘蛋白糖苷适应冬眠的分子机制 |
9.2.2 活跃期肠道微生物降解利用食物来源蛋白质和氨基酸以适应扬子鳄的食肉特性 |
9.3 肠道免疫基因(β防御素等)的季节性应答与肠道微生物的互作机理 |
9.3.1 冬眠期细菌性粘蛋白降解削弱黏膜屏障 |
9.3.2 肠道免疫基因与肠道微生物的互作 |
9.3.2.1 MHC、TLR基因与肠道微生物的相互影响 |
9.3.2.2 扬子鳄β防御素与肠道微生物的互作 |
9.4 病源微生物的来源及保护对策 |
第十章 结论、创新点与展望 |
10.1 主要结论 |
10.2 创新点 |
10.3 展望 |
参考文献 |
附录 :(第一部分) |
附录 :(第二部分) |
攻读博士学位期间发表的主要论文 |
(5)中印亚界颏花金龟族系统分类及其疑难种的分子鉴定(鞘翅目:金龟科:花金龟亚科)(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 前言 |
1.1 研究的目的及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 颏花金龟的生物学研究 |
1.2.2 亚洲颏花金龟的系统分类学研究 |
第2章 中印亚界颏花金龟属级阶元的系统发生地位 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 样本选取 |
2.1.2 设备与试剂 |
2.1.3 形态特征介绍 |
2.1.4 目标基因的获取 |
2.1.5 数据分析方法 |
2.2 结果与分析 |
2.2.1 基于形态数据的属级阶元的系统发生地位分析 |
2.2.1.1 形态矩阵建立 |
2.2.1.2 属级阶元系统发生地位 |
2.2.2 基于分子数据的属级阶元的系统发生地位分析 |
2.2.2.1 碱基序列分析 |
2.2.2.2 属级阶元系统发生地位 |
2.3 小结与讨论 |
第3章 中印亚界颏花金龟族分类学厘定 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 材料来源 |
3.1.2 标本采集 |
3.1.3 标本处理 |
3.1.4 文献收集 |
3.1.5 模式核对 |
3.1.6 体例说明 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 种类记述 |
3.2.1.1 角花金龟属Goliathopsis Janson,1881 |
3.2.1.2 臀花金龟属Campsiura Hope,1831 |
3.2.1.3 三犄花金龟属Centrognathus Guérin-Méneville,1840 |
3.2.1.4 锈绒花金龟属Parapilinurgus Arrow,1910 |
3.2.1.5 小花金龟属Cymophorus Kirby,1827 |
3.2.1.6 弯颏花金龟属Coenochilus Schaum,1841 |
3.2.1.7 细花金龟属Tenuicorporeus gen.nov |
3.2.1.8 宽唇花金龟属Priska Jákl,2018 |
3.2.1.9 黑艳花金龟属Platysodes Westwood,1873 |
3.2.1.10 跗花金龟属Clinterocera Motschulsky,1858 |
3.2.2 地理分布 |
3.2.2.1 世界颏花金龟的分布格局 |
3.2.2.2 中印亚界颏花金龟的分布格局 |
3.2.3 生物学 |
3.2.3.1 生活世代 |
3.2.3.2 成虫与幼虫食性 |
3.3 小结与讨论 |
第4章 应用DNA条形码技术对疑难种的界定 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 供试材料 |
4.1.2 序列获取 |
4.1.3 数据分析 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 白斑跗花金龟的形态变异 |
4.2.1.1 DNA条形码序列组成分析 |
4.2.1.2 种类界定结果 |
4.2.2 锈绒花金龟属的隐种 |
4.2.2.1 DNA条形码序列组成分析 |
4.2.2.2 种类界定结果 |
4.3 小结与讨论 |
第5章 结论与展望 |
5.1 研究结论 |
5.2 研究展望 |
5.3 创新点 |
参考文献 |
附录1 中印亚界颏花金龟族名录 |
附录2 中印亚界颏花金龟族部分属种的线粒体基因COI种间距离和种内遗传距离矩阵 |
图版 |
致谢 |
作者简历 |
(6)常见益生菌在八大疾病队列肠菌中的潜在角色与肠道细菌库的构建(论文提纲范文)
摘要 |
英文摘要 |
缩略语 |
1 前言 |
1.1 立题背景 |
1.2 文献综述 |
1.2.1 益生菌 |
1.2.2 肠道菌群及与八大疾病相关性的研究 |
1.2.3 泛基因组学 |
1.2.4 功能基因组学 |
1.2.5 肠道细菌培养组学 |
1.3 科学问题的提出 |
1.4 目的和意义 |
1.5 主要研究内容 |
1.6 课题来源 |
2 材料与方法 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 样品及伦理审查 |
2.1.2 主要试剂 |
2.1.3 菌株分离培养基 |
2.1.4 主要溶液配制 |
2.1.5 仪器与设备 |
2.1.6 主要分析软件和数据库 |
2.2 试验方法 |
2.2.1 八大疾病队列的肠道菌群分析和共丰度网络分析 |
2.2.2 嗜酸乳杆菌KLDS1.0901益生功能分析 |
2.2.3 常见益生菌的泛基因组分析 |
2.2.4 常见益生菌的功能注释及互补分析 |
2.2.5 肠道细菌库的构建 |
2.2.6 肠道可培养细菌基因组数据集对宏基因组分析促进作用的评价 |
2.2.7 肠道可培养细菌基因组数据集的功能分析 |
2.2.8 数据处理及统计分析 |
3 结果与分析 |
3.1 常见益生菌种在八大疾病队列肠道菌群中的潜在角色 |
3.1.1 动脉粥样硬化性心血管疾病 |
3.1.2 克罗恩病 |
3.1.3 结直肠腺瘤-癌 |
3.1.4 强直性脊柱炎 |
3.1.5 肝硬化 |
3.1.6 Ⅱ型糖尿病 |
3.1.7 肥胖 |
3.1.8 类风湿性关节炎 |
3.2 嗜酸乳杆菌KLDS1.0901益生特性初步评价 |
3.2.1 生长性能 |
3.2.2 产酸性能 |
3.2.3 碳水化合物代谢能力 |
3.2.4 胆固醇降解能力 |
3.3 常见益生菌功能特点的基因组分析 |
3.3.1 泛基因组的开放水平及其影响因素 |
3.3.2 常见益生菌的进化关系 |
3.3.3 菌株安全性及分离来源的影响 |
3.3.4 菌种富集功能的差异性 |
3.3.5 常见益生菌的功能互补 |
3.4 肠道细菌库的构建 |
3.4.1 肠道细菌的培养与基因组测序 |
3.4.2 肠道细菌基因组组装与物种注释 |
3.4.3 肠道细菌基因组聚类与进化树 |
3.5 肠道细菌库对八大疾病队列中病人缺乏菌的捕获 |
3.6 肠道可培养细菌基因组数据集对宏基因组分析的促进作用 |
3.7 肠道细菌库的基因组功能分析 |
3.7.1 肠道可培养细菌基因组数据集功能特点 |
3.7.2 代表性肠道可培养细菌的泛基因组分析 |
4 讨论 |
4.1 常见益生菌在八大疾病队列肠道菌群中的潜在角色 |
4.2 常见益生菌泛基因组比较分析 |
4.3 肠道细菌库的构建 |
5 结论及展望 |
5.1 研究的结论 |
5.2 研究的创新点 |
5.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
攻读博士学位期间发表的学术论文 |
(7)人体肠道可培养细菌的初步探索及一株肠道细菌新种的分类鉴定(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 人体肠道微生物的研究 |
1.2 人体肠道微生物培养的研究历史及重要意义 |
1.3 细菌的多相分类学鉴定 |
1.4 消化链球菌科 |
1.5 本研究的目的和意义 |
第二章 人体肠道可培养细菌的初步探索 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料 |
2.2.1 培养基 |
2.2.2 试剂 |
2.2.3 实验设备 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 样本采集 |
2.3.2 不同培养条件下的菌群特征分析 |
2.3.3 菌株的分离培养、鉴定及保藏 |
2.4 实验结果及讨论 |
2.4.1 不同培养条件下菌群特征分析 |
2.4.2 可培养细菌的初步探索 |
2.4.3 潜在新菌种 |
第三章 消化链球菌科新种ZHW00191~T的多相分类学鉴定 |
3.1 引言 |
3.2 实验材料 |
3.2.1 实验菌株 |
3.2.2 培养基 |
3.2.3 实验试剂 |
3.2.4 实验器材和设备 |
3.3 实验方法 |
3.3.1 遗传学特征分类鉴定 |
3.3.2 形态学检查 |
3.3.3 表型特征分类鉴定 |
3.3.4 快速鉴定系统 |
3.3.5 细胞化学特征 |
3.4 实验结果与分析 |
3.4.1 基于遗传学的分类结果 |
3.4.2 形态学特征 |
3.4.3 表型特征分类结果 |
3.4.4 细胞化学成分 |
3.5 分析和总结 |
3.5.1 分析和讨论 |
3.5.2 对新属消化醋酸杆菌属(Peptacetobacter)的描述 |
3.5.3 对新种人消化醋酸杆菌(Peptacetobacter hominis)的描述 |
3.5.4 对Peptacetobacter hiranonis的描述 |
第四章 总结 |
4.1 全文结论 |
4.2 不足和展望 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间成果 |
致谢 |
(8)中国西南喀斯特地域淡水蟹类的物种多样性及分子系统地理学研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 引言 |
1.1 中国西南喀斯特地域特征概况 |
1.1.1 西南喀斯特的分布及特征 |
1.1.2 生物喀斯特 |
1.1.3 西南喀斯特的生物多样性 |
1.2 中国西南喀斯特地域淡水蟹类的物种多样性 |
1.3 中国大陆淡水蟹类的研究进展 |
1.3.1 形态学方面的分类研究 |
1.3.2 分子水平的分类研究 |
1.3.3 短尾类系统发生分析概况 |
1.3.4 线粒体基因组在短尾类中的研究概况 |
1.4 地理信息系统(GIS)研究概况 |
第二章 中国西南喀斯特淡水蟹类的分布格局的探讨及地理信息系统(GIS)的构建与初步应用 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 样本采集与保存 |
2.1.2 形态学分类与鉴定 |
2.1.3 主要实验仪器和设备 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 DNA的提取 |
2.2.2 PCR扩增 |
2.2.3 数据选择与分析 |
2.2.4 系统发生分析 |
2.2.5 地理信息系统分析 |
2.3 实验结果 |
2.3.1 形态学分类鉴定 |
2.3.2 系统发生分析 |
2.3.3 基于地理信息系统分析淡水蟹类的分布格局 |
2.4 讨论 |
第三章 中国西南喀斯特地域7属7种淡水蟹线粒体全基因组分析 |
3.1 实验材料 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 测序、组装和注释线粒体基因组 |
3.2.2 系统发生分析 |
3.2.3 分歧时间估算 |
3.3 实验结果 |
3.3.1 凯里龙溪蟹Longpotamon kenliense |
3.3.2 茂兰中国溪蟹Chinapotamon maolanense |
3.3.3 相似非拟溪蟹Aparapotamon similium |
3.3.4 镜头华石蟹Sinolapotamon patellifer |
3.3.5 兴安内陆溪蟹Neilupotamon xinganense |
3.3.6 灵川博特溪蟹Bottapotamon lingchuanense |
3.3.7 宽腹小石蟹安顺亚种Tenuilapotamon latilum anshunense |
3.3.8 线粒体基因组组成及分析 |
3.3.9 基因重排分析 |
3.3.10 系统发生的分析 |
3.3.11 分歧时间估算 |
3.4 讨论 |
第四章 结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
综述 |
参考文献 |
(9)西太平洋及南海深海六放海绵的分类学研究及分子系统发育关系初步研究(论文提纲范文)
缩略词表 |
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 海绵动物概述 |
1.1.1 海绵动物简介 |
1.1.2 海绵动物种类构成和地理分布 |
1.1.3 海绵的生态学与应用 |
1.2 海绵动物分类学 |
1.2.1 海绵动物分类学研究历史及其现状 |
1.2.2 海绵动物分类依据 |
1.2.2.1 形态学特征 |
1.2.2.2 分子生物学 |
1.2.2.3 其他分类研究依据 |
1.2.3 我国海绵分类研究发展简史 |
1.3 六放海绵动物研究 |
1.3.1 六放海绵纲简介 |
1.3.2 深海六放海绵生态 |
1.3.3 六放海绵纲分类学研究历史及现状 |
1.3.4 深海六放海绵动物分类学的研究意义 |
1.3.5 六放海绵外部形态和专业名词解释 |
第二章 西太平洋及南海深海六放海绵的分类学研究 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.1.1 深海海绵采样地点概述 |
2.1.1.2 深海海绵采样方法 |
2.1.1.3 深海海绵固定方法 |
2.1.2 实验方法 |
2.1.2.1 DNA取样 |
2.1.2.2 样品的拍照及不同组织的获得 |
2.1.2.3 骨针溶液的制备 |
2.1.2.4 骨架切片的制备 |
2.1.2.5 骨针光学显微镜观察 |
2.1.2.6 电子显微镜制样 |
2.1.3 鉴定分类方法 |
2.1.3.1 骨针数据测量 |
2.1.3.2 数据处理 |
2.1.3.3 查阅文献 |
2.2 实验结果 |
2.2.1 种类名录 |
2.2.2 种类描述 |
1. 多变白须海绵 Poliopogon varius sp.nov |
2. 黄绿白须海绵 Poliopogon flavoviridulus sp.nov |
3. 嘉庚棍棒海绵 Semperella Tankahkeei sp.nov |
4. 羽福双盘海绵 Amphidiscella pimda sp.nov |
5. 梗囊萼海绵Saccocalyx pedunculatus |
6. 窄口火炬海绵Facemus stenosexitus gen.et sp.nov |
7. 半盘六辐火炬海绵 Facemus hemidiscohexactinus gen.et sp.nov |
8. 裙衬网管海绵 Dictyaulus crinolinum |
9. 小盘六星盘茎海绵 Caulophacus(Caubdiscus) microdiscohexaster sp.nov |
10. 耙绢网海绵Farrea occa |
第三章 六放海绵纲系统发育初步研究 |
3.1 前言 |
3.2 材料与方法 |
3.2.1 材料 |
3.2.2 DNA提取 |
3.2.3 PCR扩增及测序 |
3.2.3.1 PCR扩增引物 |
3.2.3.2 PCR扩增体系和程序 |
3.2.3.3 PCR产物纯化及克隆 |
3.2.4 序列处理 |
3.2.5 系统发育分析 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 各引物扩增效率 |
3.3.2 六放海绵纲系统发育 |
3.3.2.1 基于16S rDNA的六放海绵纲系统发育 |
3.3.2.2 基于多基因的六放海绵纲系统发育 |
3.4 讨论 |
3.4.1 DNA提取及保存 |
3.4.2 引物扩增效率 |
3.4.3 六放海绵纲系统发育分析 |
总结 |
参考文献 |
在学期间参与的科研项目和科研成果 |
致谢 |
图版 |
(10)16S rRNA基因二代测序中的测序深度与测序错误对微生物群落多样性分析的影响(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 以16S rRNA为代表的分子生物学研究方法在现代微生物学中的作用 |
1.1.1 16S rRNA的结构与功能 |
1.1.2 以16S rRNA为代表的分子生物学技术推动了现代微生物学的发展 |
1.1.3 现代微生物学中的物种定义 |
1.1.4 微生物物种鉴定的分子生物学方法 |
1.2 16S rRNA基因研究中的高通量测序技术 |
1.2.1 16S rRNA基因高变区扩增子片段的选择和获取 |
1.2.2 使用Illumina MiSeq进行16S rRNA基因扩增子测序 |
1.2.3 测序数据的质量控制 |
1.3 16S rRNA基因测序数据分析方法 |
1.3.1 基于16S rRNA基因划分可操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU) |
1.3.2 不依赖于OTU划分的分析方法 |
1.3.3 16S rRNA数据分析软件包 |
1.3.4 16S rRNA数据库 |
1.4 16S rRNA高通量测序分析中尚待解决的问题 |
1.4.1 选择测序深度的问题 |
1.4.2 如何准确进行数据分析的问题 |
第2章 测序深度对微生物群落多样性指标的影响 |
2.1 材料与方法 |
2.1.1 数据集 |
2.1.2 数据模拟 |
2.1.3 序列处理和数据分析 |
2.1.4 统计分析 |
2.2 结果 |
2.2.1 测序深度对于alpha多样性的影响 |
2.2.2 测序深度对于重构beta多样性距离矩阵的影响 |
2.2.3 测序深度对于识别组间差异的影响 |
2.2.4 测序深度对于菌群样本分组聚类准确率的影响 |
2.3 讨论 |
2.4 本章小结 |
第3章 减少16S rRNA基因扩增子测序数据中的虚假分类特征 |
3.1 材料与方法 |
3.1.1 人工群落(Mock)的构建 |
3.1.2 人工群落的Illumina Miseq平台测序 |
3.1.3 获取模拟数据集 |
3.1.4 获取真实数据集 |
3.1.5 原始测序数据质量控制 |
3.1.6 三套软件的默认OTU划分流程 |
3.1.7 统一后的测序数据质量控制流程 |
3.1.8 对统一质控后的测序数据进行OTU划分 |
3.1.9 基于丰度的序列筛选(AF) |
3.1.10 基于AF的OTU划分和重比对(AOR) |
3.1.11 OTU划分质量的评估 |
3.1.12 本研究使用的软件 |
3.2 结果 |
3.2.1 基于人工群落样本对测序质量进行评估 |
3.2.2 在人工群落数据中使用UPARSE、QIME和mothur的默认流程划分OTU的结果 |
3.2.3 在人工群落数据中改善OTU划分的准确性 |
3.2.4 设定统一的质控流程 |
3.2.5 用于OTU划分的高质量序列中仍然存在低丰度的错误序列 |
3.2.6 高质量序列中潜藏的错误序列是虚假OTU的主要肇因 |
3.2.7 基于丰度的序列筛选(AF)能够显着降低虚假OTU的数目 |
3.2.8 AF同样能够提高不划分OTU的分析方法的准确性 |
3.2.9 在更加复杂的模拟数据中对AF和AOR的效果进行验证 |
3.2.10 在真实数据中对AOR的效果进行验证 |
3.3 讨论 |
3.4 本章小结 |
第4章 慢性乙型肝炎患者肠道菌群的结构与功能紊乱参与了肝病的发展 |
4.1 材料与方法 |
4.1.1 入组信息 |
4.1.2 临床试验信息 |
4.1.3 生理指标检测 |
4.1.4 粪便样品的收集和微生物DNA的提取 |
4.1.5 微生物16S rRNA基因V3-V4区片段扩增与测序 |
4.1.6 测序数据划分可操作分类单元(OTU) |
4.1.7 计算肠道菌群失调指数(GDI) |
4.1.8 根据16S rRNA基因测序信息对肠道菌群的功能进行预测 |
4.1.9 用于代谢物检测的血液样本制备 |
4.1.10 血液代谢组测定 |
4.1.11 统计分析 |
4.2 结果 |
4.2.1 生理指标概览 |
4.2.2 慢性乙型肝炎患者肠道菌群的整体变化 |
4.2.3 肠道菌群失调指数(GDI)及其临床诊断价值 |
4.2.4 肠道菌群功能预测 |
4.2.5 与临床指标相关的OTU |
4.2.6 与宿主血液代谢组相关的OTU |
4.3 讨论 |
4.4 本章小结 |
第5章 全文总结 |
5.1 本研究的主要结论 |
5.1.1 基于alpha多样性指数的稀释曲线不足以反映测序深度对微生物群落多样性研究的影响 |
5.1.2 低丰度的错误序列是产生虚假微生物分类特征信息的主要原因 |
5.1.3 肠道菌群可能通过调节宿主代谢的方式参与了肝病的发展 |
5.2 本研究的主要创新点 |
5.3 本研究的展望 |
参考文献 |
附录 缩写及全称 |
致谢 |
攻读博士学位期间研究成果 |
四、16s rRNA的保守字和进化树重建(英文)(论文参考文献)
- [1]弗朗西斯菌科及其邻近硫发菌目细菌的分离鉴定和比较基因组学研究[D]. 李良慧. 广州中医药大学, 2021
- [2]口腔链球菌比较基因组研究和具核梭杆菌体内牙周炎致病性分析[D]. 周健楠. 山东大学, 2020(02)
- [3]红树林和沙漠环境药用放线菌资源勘探及新物种分类学研究[D]. 李飞娜. 北京协和医学院, 2020(05)
- [4]扬子鳄β防御素基因家族的解析及其肠道微生物冬眠适应性宏基因组学研究[D]. 唐刻意. 浙江大学, 2019(02)
- [5]中印亚界颏花金龟族系统分类及其疑难种的分子鉴定(鞘翅目:金龟科:花金龟亚科)[D]. 许浩. 湖南农业大学, 2019(01)
- [6]常见益生菌在八大疾病队列肠菌中的潜在角色与肠道细菌库的构建[D]. 罗广文. 东北农业大学, 2019
- [7]人体肠道可培养细菌的初步探索及一株肠道细菌新种的分类鉴定[D]. 陈晓娇. 南方医科大学, 2019
- [8]中国西南喀斯特地域淡水蟹类的物种多样性及分子系统地理学研究[D]. 许姝歆. 南昌大学, 2019(01)
- [9]西太平洋及南海深海六放海绵的分类学研究及分子系统发育关系初步研究[D]. 卢毓浩. 厦门大学, 2019(09)
- [10]16S rRNA基因二代测序中的测序深度与测序错误对微生物群落多样性分析的影响[D]. 王景. 上海交通大学, 2018(01)