動(dòng)物的腸道是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng),其中棲息著豐富、多樣的微生物。越來(lái)越多的研究表明,腸道微生物(gut microbiota)在動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)消化吸收、能量代謝平衡、免疫防御功能以及行為等諸多方面有著重要的影響,是動(dòng)物適應(yīng)性演化的重要特征,與棲息環(huán)境、食物資源等密切相關(guān)。然而,伴隨人類活動(dòng)產(chǎn)生的全球以及局域性變化,不僅可以直接、間接影響動(dòng)物的棲息環(huán)境、食物資源、生理生態(tài)以及行為等,還可以通過(guò)改變腸道微生物群落而影響動(dòng)物行為、健康等方面。因此,探究不同環(huán)境條件下,動(dòng)物尤其是野生動(dòng)物的腸道微生物群落組成與多樣性,不僅有助于理解物種對(duì)變化環(huán)境的響應(yīng),還可以為圈養(yǎng)動(dòng)物、野生動(dòng)物尤其是珍稀瀕危動(dòng)物保護(hù)與管理提供依據(jù)。獼猴(Macaca mulatta)是世界上自然分布最廣泛的非人靈長(zhǎng)類物種,在生理、生化、行為等方面與人類有著諸多相似之處,不僅是重要的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,亦是諸如動(dòng)物園、野生動(dòng)物園以及生態(tài)旅游區(qū)內(nèi)重要的觀賞動(dòng)物。為探究不同環(huán)境條件對(duì)獼猴腸道微生物多樣性的影響,于2017年1月,采用非損傷性取樣的方法,基于二代高通量測(cè)序技術(shù),借助生物信息分析技術(shù)與平臺(tái),以分析圈養(yǎng)(captive)和自由生活(free-ranging)獼猴的腸道微生物群落組成與多樣性,旨在深化認(rèn)識(shí)不同環(huán)境對(duì)獼猴腸道微生物的影響,以便為動(dòng)物園、野生動(dòng)物園、生態(tài)旅游區(qū)等處的獼猴管護(hù)等提供科學(xué)依據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下:1)圈養(yǎng)獼猴腸道微生物多樣性研究以圈養(yǎng)于鄭州市動(dòng)物園“猴山”的獼猴為研究對(duì)象,于2017年1月10日,分別采集上、下午新鮮糞樣各20份,利用商業(yè)DNA提取試劑盒提取與質(zhì)控,隨機(jī)選取質(zhì)控合格的上、下午樣品各10份,然后,借助二代測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行高通量測(cè)序,經(jīng)生物信息學(xué)分析,探究圈養(yǎng)獼猴腸道微生物群落組成與多樣性。結(jié)果顯示:1)物種組成分析:上、下午組共有741個(gè)OTU、160屬、57科13門,其中上午組獨(dú)有28個(gè)OTU、2個(gè)特有屬,而下午組僅有6個(gè)特有OTU;2)α多樣性分析:上午組OTU水平上的豐富度Sobs指數(shù)、多樣性Shannon指數(shù)與均勻度Shannon even指數(shù)均顯著高于下午組,而在其他水平的各指標(biāo)中,僅豐富度Sobs指數(shù)在上午組的綱和科水平上顯著高于下午組;3)樣本分組分析:在OTU、屬、科和門水平上ANOSIM分析顯示上午組和下午組無(wú)顯著差異;4)核心菌群分析:門水平上厚壁菌門(Firmicutes)和擬桿菌門(Bacteroidetes)的比例約為86%,科水平上胃瘤菌科(Ruminococcaceae)和普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)占主導(dǎo),屬水平上因普氏菌屬(Prevotella)占優(yōu)勢(shì)而被歸為“普氏菌腸型”;5)組間物種差異分析:OTU水平上,上午組的OTU299、OTU691、OTU705等的百分比顯著低于下午組,而OTU177則相反;屬、科水平上,下午組的乳桿菌屬(Lactobacillus)、乳桿菌科(Lactobacillaceae)的百分比均顯著高于上午組;門水平上,群落中柔膜菌門(Tenericutes)百分比上午組顯著高于下午組。2)自由生活太行山獼猴腸道微生物多樣性研究以活動(dòng)于河南省濟(jì)源市五龍口地區(qū)的太行山獼猴WLK-1群為研究對(duì)象,于2017年1月11日至15日,分別采集成年雌性、成年雄性個(gè)體的新鮮糞便樣,隨機(jī)選取經(jīng)DNA提取、質(zhì)控合格的樣品各10份,然后,借助二代測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行高通量測(cè)序,經(jīng)生物信息學(xué)分析,探究自由生活太行山獼猴腸道微生物群落組成與多樣性。結(jié)果顯示:1)物種組成分析:成年雌性組和成年雄性組共有845個(gè)OTU,分別隸屬于185屬、62科、14門,其中前者特有11個(gè)OTU、1個(gè)屬、1個(gè)科和1個(gè)門(Fusobacteria),而后者特有37個(gè)OTU、1個(gè)屬;2)α多樣性分析:成年雌性組OTU、屬、科和門水平上的豐富度Sobs指數(shù)、多樣性Shannon指數(shù)與均勻度Shannon even指數(shù)與成年雄性組均無(wú)顯著差異;3)樣本分組分析:在OTU、屬、科和門水平上ANOSIM分析顯示成年雌性組和成年雄性組無(wú)顯著差異;4)核心菌群分析:門水平上厚壁菌門(Firmicutes)和擬桿菌門(Bacteroidetes)占據(jù)約84%,科水平占優(yōu)勢(shì)的為胃瘤菌科(Ruminococcaceae)和普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)共占約43%,屬水平上因普氏菌屬(Prevotella)占優(yōu)勢(shì)而被歸為“普氏菌腸型”;5)組間物種差異分析:科水平上,成年雌性組擬桿菌目S24-7組(Bacteroidales_S24-7_group)的百分比顯著高于成年雄性組;門水平上,成年雄性組藍(lán)細(xì)菌門(Cyanobacteria)百分比顯著高于成年雌性組。3)圈養(yǎng)與自由生活獼猴腸道微生物多樣性比較基于圈養(yǎng)、自由生活獼猴腸道微生物群落分析發(fā)現(xiàn),雖然圈養(yǎng)上午組和下午組組間、自由生活雌性組和雄性組組間存在一些物種組成上的一定差異,但兩種條件下各自組間差異性均不顯著,因此,本研究將圈養(yǎng)條件和自由生活條件分別劃為“圈養(yǎng)組”和“自由組”。對(duì)圈養(yǎng)組和自由組獼猴腸道微生物群落組成與多樣性比較分析發(fā)現(xiàn):1)物種組成分析:圈養(yǎng)組和自由組共有個(gè)1064個(gè)OTU,分別隸屬于191屬、66科、14門,其中前者特有60個(gè)OTU、3個(gè)屬和2個(gè)科,而后者特有95個(gè)OTU、7個(gè)屬和1個(gè)科;2)α多樣性分析:圈養(yǎng)組除在屬水平上豐富度Sobs指數(shù)顯著低于自由組外,其余OTU、屬和門水平的豐富度Sobs指數(shù)、多樣性Shannon指數(shù)與均勻度Shannon even指數(shù)等均無(wú)顯著性差異;3)樣本分組分析:除門水平上ANOSIM分析顯示分組無(wú)顯著性差異外,在OTU、屬和科水平上ANOSIM分析顯示圈養(yǎng)組與自由組均存在顯著差異;4)核心菌群分析:門水平上厚壁菌門(Firmicutes)和擬桿菌門(Bacteroidetes)約占總腸道微生物的85%,科水平占優(yōu)勢(shì)的為胃瘤菌科(Ruminococcaceae)和普雷沃氏菌科(Prevotellaceae)共占約44%,而屬水平上因普氏菌屬(Prevotella)占優(yōu)勢(shì)而被歸為“普氏菌腸型”;5)組間物種差異分析:OTU水平上,圈養(yǎng)組的OTU669、OTU957、OTU1034、OTU668、OTU1003和OTU361等的百分比顯著高于自由組,而OTU2877、OTU958、OTU806、OTU181、OTU92和OTU809則相反;屬水平上,除圈養(yǎng)組的部分未清楚劃分類群的百分比顯著高于自由組之外,自由組的琥珀酸弧菌屬(Succunivibrio)和巨型球菌屬(Megasphaera)等的百分比均顯著高于圈養(yǎng)組;科水平上,自由組的毛螺菌科(Lachnospiraceae)、韋榮球菌科(Veillonellaceae)和琥珀酸弧菌科(Succinivibrionaceae)等顯著高于圈養(yǎng)組,而消化鏈球菌科(Peptostreptococcaceae)則相反;門水平上,群落中擬桿菌門(Bacteroidetes)、柔膜菌門(Tenericutes)、疣微菌門(Verrucomicrobia)和硝化螺旋菌門(Lentisphaerae)百分比圈養(yǎng)組顯著高于自由組。綜上研究結(jié)果顯示,兩種環(huán)境條件下,獼猴腸道微生物菌落具有較高的一致性,即存在較強(qiáng)的保守性,然而亦存在一定程度的可塑性,即環(huán)境條件差異會(huì)導(dǎo)致獼猴腸道微生物組成在保持較強(qiáng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上發(fā)生一定的差異。本研究初步分析了環(huán)境條件差異對(duì)獼猴腸道微生物群落組成和多樣性的影響,然而這些影響是否會(huì)對(duì)獼猴種群,尤其是對(duì)野生種群帶來(lái)積極、負(fù)面影響等問(wèn)題有待深入研究。
【學(xué)位單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S865;Q93
【部分圖文】：

圈養(yǎng)獼猴20個(gè)樣本的糞便總DNA瓊脂糖凝膠電泳圖

質(zhì)量控制后序列長(zhǎng)度分布

不同分類水平物種共現(xiàn)性關(guān)系圖(A)門水平，(B)科水平，(C)屬水平；am：上午組，pm：下午組Figure2.3Circosgraphsatdifferenttaxonomiclevels(A)Phylum,(B)Family,(C)Genus;am:morninggroup,pm:afternoongroup
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本文編號(hào)：2877423