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中国恒河猴不同地理种群肠道微生物多样性比较研究

赵俊松  
【摘要】:肠道微生物在宿主的环境适应过程中发挥着重要作用,但目前基于不同地理环境条件对野生恒河猴肠道微生物群落组成结构差异性的认识较为有限。了解野生恒河猴不同地理种群肠道微生物组成结构的差异,对于研究动物的环境适应机制具有重要的意义;特别是对于开展动物高海拔适应性研究是必要的。本文以6个中国野生恒河猴地理种群,共计36只野生恒河猴个体为研究对象,通过MiSeq高通量平台测序对细菌16S rDNA的V4-V5区进行扩增测序,分析比对六个地理种群肠道微生物组成结构差异。通过对操作分类单元(OTU)的组成分析,发现6个中国恒河猴地理种群肠道微生物中核心重叠OTU的丰富度存在显著差异。其中,西藏种群肠道微生物多样性最高,种群特有OTU数量最多。通过对OTU进行分类鉴定发现,在门和科分类水平上六个地理种群肠道微生物组成差异显著。在门水平上,西藏种群中厚壁菌门(Firmicutes)丰度较高,拟杆菌门(Bacteroidetes)丰度比其他地理种群低,即西藏种群中厚壁菌门与拟杆菌门的比值显著高于其他地理种群;在科水平上,西藏种群中克里斯滕森菌科(Christensenellaceae),瘤胃菌科(Ruminococcaceae)的丰富度显著的高于其他地理种群。通过PICRUSt方法对相关菌群的功能预测分析发现,六个野生恒河猴地理种群肠道微生物生物学功能在代谢(Metabolism)、环境信息加工(Environmental Information Processing),有机系统相关(Organismal Systems)和人类相关疾病(Human Disease)相关一级通路富集率上存在显著差异。其中,海南(HN)种群在代谢一级通路上富集率显著高于其他地理种群;西藏(XZ)种群在环境信息加工一级通路上富集率显著高于其他地理种群。结果表明,恒河猴在适应不同地理环境的过程中,体内肠道微生物结构的变化主要表现在核心共有菌群丰富度的改变和部分种群特有菌群的产生;特别是对于生活在高海拔地区的野生恒河猴地理种群,这种变化更为明显。或许也正是由于这种结构变化重塑了不同地理种群恒河猴肠道微生物区系。


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