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健康人肠道微生物菌种TF01-11~T的分类学研究

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作者:
邹远强
导师:
罗立新,蒋慧
学科专业:
工程硕士专业学位 
文献出处:
华南理工大学 2016年
关键词:
肠道微生物论文  测序论文  多项分类学论文  全基因组测序论文  

摘要:人体肠道中栖居了大量的微生物,这些微生物的细胞数量大约有1013到1014,是人细胞总数的10倍。据估计,肠道中细菌种类达到1000多种。肠道中大部分微生物属于严格厌氧菌。健康人肠道主要有厚壁菌门和拟杆菌门组成。微生物在出生不久开始在肠道中进行定植,并在早期的几年内不断的增长。肠道微生物在宿主的营养吸收、新陈代谢、抑制致病菌和宿主免疫调节方面发挥着重要的作用。很多研究表明,肠道微生物作为一种环境因素对很多疾病的发生密切相关,比如肥胖、糖尿病、炎症性肠病、癌症等。目前对肠道微生物的研究仍然以不依赖于培养的宏基因组学测序为主,也有少部分研究进行肠道微生物的纯培养,通过对肠道微生物进行分离,建立肠道微生物种资源库,研究肠道微生物的多样性,并为进一步解析微生物与疾病发生机制建立基础。本研究通过对2份编号分别为AF01和TF01的志愿者的粪便样品进行纯培养研究,分析比较其中物种多样性。一方面设计营养丰富全面的培养基、酸和胆盐压力培养基、低营养培养基分别进行细菌的分离,获得纯培养菌株,进而对这些菌株进行16S rDNA测序,初步获得这些菌株的物种信息和分类地位,对这两个样品中肠道微生物的多样性进行统计,发现AF01共筛选获得94株细菌,TF01共筛选获得71株细菌,这些菌分别归属于肠道中主要的门类,包括厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门和变形菌门,同时对筛选获得的潜在有益菌进行统计发现AF01有益菌约占23%,TF01的有益菌约占28%。另一方面,对其中一个样品AF01进行非培养研究,通过16S rDNA的V4V5区的高通量测序,比较培养的方法获得的菌株与16S rDNA测序获得OUT之间的差异。另一方面,选择其中一株16S rDNA序列同数据库参考菌株的相似度为92.18%的潜在新菌TF01-11进行多项分类学研究,分别从表型,生理生化、细胞化学成分、16S rDNA系统发育等多个特征方面比较TF01-11同三株亲缘关系较近的模式菌株的差异,同时对TF01-11进行全基因组测序,通过平均核苷酸一致性(ANI)来进一步比较TF01-11与模式菌株的基因组相似度,以及在基因组层面上比较这些菌的二氨基庚二酸、极性脂、多胺、磷壁酸等合成代谢的相关基因,进一步支持TF01-11是一株新种。最后对TF01-11的代谢产物进行研究,发现TF01-11是一株能够产生短链脂肪酸(甲酸、乙酸、丁酸等)的细菌,为后续TF01-11作为肠道益生菌开发提供理论支持。

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