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【文献解读】猪肠道微生物菌群的差异及早期抗生素干预时他们的变化

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浏览:- 发布日期:2017-07-12 09:45:34【 】

实验材料

仔猪;抗生素(喹乙醇、土霉素钙和吉他霉素)

试验方法

仔猪的喂食(分为对照组和实验组,实验组从第七天开始喂食含有抗生素的食物,直至第42天);

猪胃肠道的分割(胃、十二指肠、空肠、回肠、盲肠、结肠)及其消化物的收集与保存(-70℃);

dna提取(酚-氯仿法);16s rrna基因扩增;illumina miseq(2×250 bp);生物信息学分析

实验结果

1.肠道位置、腔/粘膜和抗生素对细菌组成的影响

研究发现,抗生素干预、肠道位置和腔/粘膜均对仔猪的微生物组成有影响,其贡献率从大到小分别为肠道位置(57.8%)、生态位(即腔/粘膜,30.6%)和抗生素干预(11.6%)。此外,抗生素干预后,胃和十二指肠中的微生物多样性显著高于(p < 0.05)回肠。结果表明早期抗生素干预可以显著地影响前肠肠道菌群的整体结构。

2.早期抗生素干预影响细菌类群

对照组中,firmicutes(median, 69.48-94.65%)在内腔中是最主要的优势菌, proteobacteria(median, 44.58-53.6%)在粘膜中是最主要的优势菌。对照组中firmicutes的相对丰度较高,bacteroidetes内腔中的相对丰度比小肠粘膜中低。

抗生素干预后,与对照组相比,bacteroidetes在内腔中的相对丰度降低(prevotella的相对丰度从 0.357降低至0.041%),proteobacteria在空肠腔的相对丰度显著升高(尤其是escherichiaactinobacillus)。firmicutes中,clostridiumbacillussharpea在胃、十二指肠和空肠中的相对丰度在抗生素干预后显著降低。在结肠腔中,抗生素干预使treponema增加而使prevotell的相对丰度降低。以上结果表明抗生素对内腔肠道菌群的影响会由于肠道位置的变化而变化。此外,研究发现,抗生素干预对胃腔和小肠的肠道菌群影响较大,对粘膜的影响较小。

图:仔猪肠道不同部位肠道菌群的组成(a)及其相对丰度(b)

3.抗生素干预对仔猪中代表性优势otus的影响

在内腔的前50个主要优势物种中,抗生素干预显著改变了物种的相对丰度,其中胃的12个otu,十二指肠的7个otu,空肠的17个otu,回肠的2个otu,结肠的3个otu。抗生素干预后,胃腔、十二指肠腔和空肠腔的clostridium disporicum,eubacterium biformel. mucosae的相对丰度均降低(p < 0.05);但s. porcorums. suis在胃和空肠中的相对丰度均显著增加。在粘膜中,抗生素干预降低了十二指肠中的l. mucosae但显著提高了回肠中s. suis的相对丰度。这些结果进一步证实了抗生素干预主要是对较低分类水平微生物组成产生影响。

总结

在该研究中,作者通过对仔猪进行早期抗生素干预,分析了抗生素干预对肠道菌群的影响和改变,发现早期抗生素干预主要影响磷酸转移酶系统和其他代谢途径,抗生素干预引起肠道菌群位置特异性改变,主要影响前肠,对后肠影响较小。这些研究结果让我们对猪肠胃道菌群认识加深,并提醒我们前肠微生物菌群在猪幼时管理中应该受到重视。

参考文献

mu c, yang y, su y, et al. differences in microbiota membership along thegastrointestinal tract of piglets and their differential alterations followingan early-life antibiotic intervention[j]. frontiers in

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