肠道菌群功能及检测技术研究进展

大量的微生物存在于动物的胃肠内,在经过长期的进化与选择之后,它们形成了一个动态的微生物系统。肠道菌群与机体的相互作用对动物本身来说十分重要,近年来更是已经成为研究的热点问题。肠道菌群的功能主要体现在它对机体的生物屏障作用、营养作用、免疫作用等方面。肠道菌群的检测方法是研究肠道菌群的重点和难点问题,目前主要技术有分离培养、质谱技术、宏基因组测序等。文章结合大量文献资料,总结了目前肠道菌群功能的相关研究成果及研究方法。     

中国规模化猪场猪肠道菌群和抗生素耐药基因组特征

肠道微生物与宿主的能量代谢、免疫系统的发育及其它生理功能密切相关。关于人类肠道微生物与宿主的互作机制已经有了广泛研究。同样,动物的肠道菌丛也参与调解很多生理机能。与人类相比,虽然已经有研究利用16S rRNA以及宏基因组测序来开展猪的肠道菌丛研究,但所知有限。尤其是规模化养殖场猪肠道微生物组数据的缺乏严重制约了相应基因结构及功能的研究。2016年,在收集法国(100份)、丹麦(100份)以及中国(87份)猪粪便样品的基础上,利用宏基因组测序建立了猪肠道菌丛的参考目录,这是一个很有吸引力的重要模型。     

宏基因组学及其在动物肠道微生物群中的应用北大核心CSCD

肠道微生物群的变化与动物机体健康息息相关,肠道微生物群可调控动物机体内能量代谢、异源物质代谢,修复细胞和提高机体免疫机能。宏基因组学技术可用于检测动物肠道微生物群的动态变化。本文主要对宏基因组学研究的生物信息学技术和平台及宏基因组学在动物肠道微生物群中的应用进行综述,为后续开发肠道生态系统动态的全球模型及动物机体的靶向治疗提供理论基础。     

微量补体结合反应测定动物血清中补体效价

补体系统是动物抗御各种病原微生物的天然屏障，无论抗体存在与否，都对病原微生物具有溶解杀灭作用。当抗体存在时，补体可与该抗体对应的病原体形成的复合物结合，对病原体呈现强的杀灭作用；在抗体产生之前，可通过凝集素途径和旁路途径激活的补体顺序反应，启动溶菌作用，将病原体消灭，保护动物机体免遭病原微生物的感染。因此，当某些动物发生先天性补体缺陷或数量不足时，会造成机体的非特异性免疫和特异性免疫力底下，易遭受病原微生物的攻击，给动物健康造成巨大的威胁。探明动物体内的补体水平，对了解、     

动物宿主遗传背景与肠道微生物关系研究进展

随着新一代高通量测序技术的飞速发展,采用宏基因组测序技术广泛和深入地了解环境微生物的组成、分布和功能等成为可能。截至目前,包括人类在内的多种动物的肠道微生物研究已经贯穿于宿主疾病、营养、代谢、调控、遗传、行为等多个方向。尽管如此,动物肠道微生物的属性,特别是其与宿主和外部环境间的关系还不是十分清楚。文章从基因组、单基因和关联分析层面介绍了动物宿主遗传背景同肠道微生物间关系的研究进展,阐释了肠道微生物的数量性状特性及遗传力估计结果,并提出肠道微生物研究中存在的问题和未来展望,为动物宿主和肠道微生物互作机制研究提供一定的借鉴和参考。     

应用高通量测序技术检测无特定病原体鸭粪便的微生物多样性

高通量测序技术在动物肠道微生物研究中发挥着重要作用。从3株(9个样品)无特定病原体(SPF)鸭子中收集的粪便样品放置在培养箱中培养。利用Illumina HiSeq2500平台,通过16S rRNA测序的不同区域来分析鸭肠道细菌区系。结果表明,70周龄SPF鸭的肠道微生物丰度最高的三个门是厚壁菌门、变形杆菌门和拟杆菌门,丰度最高的三个目为梭菌目、乳杆菌目和气单胞菌目,丰度最高的三个属为拟杆菌属、丛孢菌属和肠球菌属。此外,3株鸭菌株具有不同的微生物组成,但这些差异不显著。采用高通量测序方法对鸭肠道菌群进行分析,以进一步了解SPF鸭肠道菌群的分布和生物学特性,最终有利于SPF鸭的纯化。     

微生物菌群培养组学在动物医学中的应用

实验室条件下可培养的微生物约占自然界中微生物总数的1%，这限制了人们对99%未知微生物的认识和利用，而研究表明，那些“不可培养的微生物”是可以被开发和利用的，未能被纯培养的微生物才是未知微生物的主体。微生物培养组学探索利用多种培养条件和长时间的培养，结合基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法（MALDI-TOF-MS）和16S核糖体RNA（rRNA）测序可以大规模鉴定各种微生物，同时利用全基因组测序和宏基因组测序手段对未知微生物进行深入分析。本文综述了国内外近年来微生物菌群培养组学在反刍动物胃肠道、禽类盲肠及家畜鼻腔微生物菌群研究中的最新进展，探讨将动物体内菌群培养组学方法应用于动物疾病防治领域的可行性。作为一个新兴的研究方法，尽管该培养组学还存在一些不够成熟的方面，但它的发展前景十分广阔，微生物菌群培养组学方法和其他研究方法的互补已经逐渐成为发展兽医微生物学新的突破口。     

纳米孔测序技术在动物疫病防控中的应用

纳米孔测序是基于单分子的第三代基因测序技术,具有便于携带、实时测序、超长读长等技术优势。近年来,纳米孔测序技术发展迅速,在动物疫情现场处置、流行病学调查监测、动物疫病临床快速诊断、病原体基因组学研究等动物疫病防控领域得到广泛应用。通过综述可以发现纳米孔测序具有如下应用方面的特点：可及时准确鉴别病原体,给出精准检测结果,有助于基层有效应对突发、新发、外来动物疫情;可与PCR联合应用,快速获得病原体全基因组序列,为病毒遗传变异和流行病学分析提供重要参考和理论依据;可用其探索建立灵敏可靠、灵活机动、快速反应的病原体监测预警网;可利用其优势建立较全面的病原体基因库,为后续的临床耐药性分析及用药指导提供建议。随着纳米孔测序技术的不断发展,其在测序通量、准确度和自动化程度,测序成本与周期,数据分析软件的丰富性和易用性等方面有望进一步改善。     

宏基因组学在哺乳动物肠道微生物中的应用

哺乳动物的肠道内栖息着庞大复杂的微生物群体，其微生物群体与宿主的消化吸收、物质的营养代谢和免疫功能密切相关，是影响机体健康的重要因素之一。随着分子生物学技术在肠道微生物领域的应用，特别是新一代测序技术的快速发展，使得人们对复杂的肠道微生物的研究更加深入。基于宏基因组学技术不仅能够研究肠道微生物组的多样性、揭示消化道微生物对宿主生理代谢的影响，还能进一步深入挖掘新的功能基因，并揭示宿主基因与微生物组间的互作关系和共同进化。作者综述了宏基因组学技术在哺乳动物肠道微生物中的主要应用和存在的不足，并展望了其在肠道微生物研究中的广阔应用前景，从而加深人们对肠道微生物影响宿主肠道健康作用的认识。     

屏障系统内SPF兔与普通级兔生长发育和繁殖性能的比较观察

SPF动物是指饲养在屏障系统内，动物体内无特定的微生物和寄生虫存在，但带有非特定的微生物和寄生虫的动物，简称无特定病原体动物(即SPF动物)，是我国规定的三级动物。实验兔除了用于医学、药学以及生物学研究之外，还广泛地用于制药工业。实验兔的质量直接影响到实验结果的准确性和药品的质量，关系到人们的身体健康。     

家禽遗传育种团队在肠道微生物领域取得进展

近日,我国家禽遗传育种学术团队中国农业大学动物科技学院教授杨宁课题组、华南农业大学动物科学学院教授张细权课题组在国际相关领域期刊上发表了其研究成果。中国农业大学动物科技学院教授杨宁团队以鸡为研究模型,对宿主进行全基因组重测序,并对其十二指肠、空肠、回肠、盲肠及粪便微生物进行16S rRNA测序。     

消化道微生物与动物机体关系(动物营养)研究进展

随着对肠道微生物研究的逐步深入,越来越多的研究结果表明,肠道微生物的种群结构、数量等与动物机体的健康密切相关。医学研究发现肠道微生物种群结构变化与人的胃肠道老化,消化不良、消化性溃疡、结肠癌、大肠肿瘤等疾病有一定的关系。另外,消化道微生物还通过影响机体对营养物质的消化吸收、能量代谢,以及先天性和获得性免疫、生理功能等进而影响动物的生产性能。因此,通过研究机体与其消化道微生物的关系,如:不同生理环境条件下消化道微生物对机体的影响机理;不同生长阶段肠道微生物种群结构、数量的变化;不同的消化道微生物对机体的作用等,将有助于提高动物的生产性能。本文着重总结了近年来有关消化道微生物与动物营养的相关研究报道,旨在说明消化道微生物与机体关系密切,应该引起足够重视。     

鸡肠道饲用抗生素及天然替抗产品作用机制破解

近日,中国农业科学院深圳农业基因组研究所,通过高通量测序构建了全球首个鸡肠道微生物参考基因集,对动物肠道宏基因组学研究起到了重要补充作用。该研究为开发“绿色天然”植物来源替抗产品提供了科学依据。相关研究成果在线发表在《微生物学(Microbiome)》上。为了进一步研究家禽肠道微生物功能,解释饲用抗生素和天然替抗产品与肠道微生物群落的相互作用关系,联合研究团队于2012年启动鸡肠道宏基因组研究计划,经过6年的努力,构建了第一个鸡肠道微生物参考基因集,深入分析不同肠段、不同饲养方法、不同日龄对肠道微生物群落与功能的影响,并系统比较了饲用抗生素金霉素(CTC)和天然替抗产品博落回提取物(MCE)对肠道微生物菌群的调节作用。     

免疫球蛋白调控动物胃肠道健康及微生物功能的研究进展

动物胃肠道被视为抵御外界病原体的一道重要屏障,胃肠道健康与动物机体健康密不可分。动物胃肠道中栖息着大量多样性的微生物种群,微生物之间的相互作用复杂且多样,微生物的功能和种类组成影响着胃肠道的稳态平衡。微生物群通过定植在胃肠道黏膜,在黏膜免疫系统发育中起着至关重要的作用,同时也对胃肠道健康与功能起着重要作用。调控胃肠道健康的方式有很多种,目前主要通过添加益生元、益生素等非营养物质和营养调控剂来调控胃肠道功能和维护胃肠道健康。但相较于其他营养调控剂来说,免疫球蛋白调控胃肠道的研究报道较少,属于新的免疫调控技术,其具有特异专一性、易生产且成本低、效果显著等优点。免疫调节是一种高效且相对安全的调节方式。作者介绍了4种免疫球蛋白(IgG、IgA、IgY、纳米抗体)的主要理化性质,总结了现阶段免疫球蛋白对胃肠道功能调节的进展及展望,从而为应用免疫球蛋白调控动物胃肠道健康和促进营养代谢提供指导。     

反刍动物瘤胃微生物培养组学研究进展

瘤胃微生物被称为反刍动物的“隐藏器官”,与宿主营养物质的获取和生理健康的维持密切相关;目前宏基因组测序发现瘤胃中超过5 800个基因组,然而超过90%的微生物尚未被培养,处于“生物信息黑箱”^[1]中。培养组学是一种采用多种培养条件,结合高通量测序技术鉴定菌种的培养方法。高通量、并行化的培养组学技术在瘤胃微生物中的应用,为在菌株水平上研究重点菌株功能及其与宿主互作关系提供了新的视角。然而,目前培养组学运用于瘤胃微生物的研究仍然较少,尚处于起步阶段。本文从瘤胃微生物特点、培养组学技术及其在瘤胃微生物培养中的应用现状、面临挑战等方面进行综述,为不断优化、规范化培养组学研究方案、拓展瘤胃可培养菌株资源、加快瘤胃生物信息黑箱的破解提供思考。     

哺乳动物几丁质酶的研究进展

几丁质是一种在自然界广泛存在的天然多糖,是许多动物、真菌和微生物的重要组成成分。当含有几丁质成分的病原体进入动物体内,会刺激动物产生几丁质酶来清除病原体。通过动物机体内几丁质酶的生理生化反应将几丁质水解为N-乙酰葡糖胺（GlcNAc）低聚物,甚至单体N-乙酰葡糖胺,失去致病性。该文主要介绍几丁质进入哺乳动物体内的方式及哺乳动物几丁质酶的作用,为防治含有几丁质成分的病原体侵袭哺乳动物产生的疾病研究提供思路及方向。     

宏基因组学在哺乳动物肠道微生物中的应用

哺乳动物的肠道内栖息着庞大复杂的微生物群体,其微生物群体与宿主的消化吸收、物质的营养代谢和免疫功能密切相关,是影响机体健康的重要因素之一。随着分子生物学技术在肠道微生物领域的应用,特别是新一代测序技术的快速发展,使得人们对复杂的肠道微生物的研究更加深入。基于宏基因组学技术不仅能够研究肠道微生物组的多样性、揭示消化道微生物对宿主生理代谢的影响,还能进一步深入挖掘新的功能基因,并揭示宿主基因与微生物组间的互作关系和共同进化。作者综述了宏基因组学技术在哺乳动物肠道微生物中的主要应用和存在的不足,并展望了其在肠道微生物研究中的广阔应用前景,从而加深人们对肠道微生物影响宿主肠道健康作用的认识。     

微生物与疾病及环境之间关系的研究进展

微生物无处不在,并与动物机体存在着微妙的、紧密的联系。微生物与动物健康息息相关,宿主与微生物之间的相互作用关系着动物的新陈代谢、免疫稳态及神经系统等生理反应。微生物群落结构的平衡和稳定是动物代谢和健康的关键。文章介绍了微生物与疾病及环境之间关系的研究进展,并对微生物与动物疾病及环境的研究与应用前景进行了展望。     

益生菌维护肠道健康及抗病毒作用研究进展

动物肠道存在复杂的微生物群落,适宜的微环境有利于多种肠道微生物的定植生长。肠道健康是保证动物机体健康的基础,也是当前国内外学者所关注的热点问题。益生菌是对肠道健康有益的微生物,在改善动物肠道健康领域具有极大的潜力。益生菌对病原微生物侵袭有一定的抑制作用,对部分病毒也具有一定的预防及清除作用,但不同菌株作用效果存在较大差异。作者首先将益生菌对肠道健康的保护概括为益生菌抑制病原菌入侵和定植、改善肠道屏障功能、维持肠道健康菌群、提高机体免疫力4种方式,并探讨了不同菌株的作用方式;其次简述了益生菌抗肠道病毒的作用机制,其中,益生菌通过间接方式调节机体免疫是其抗病毒的主要方式;最后讨论了近年来益生菌在轮状病毒、流行性腹泻病毒和传染性胃肠炎病毒中应用的研究进展,并对益生菌的发展前景进行了展望,以期为益生菌在改善动物肠道健康的研究及产品的开发方面提供一定的参考依据。     

糖萜素、溢康素作为添加剂对河田鸡增重效果的影响

糖萜素和溢康素是从植物中提取纯化的天然活性物，其作用机理是调节动物肠道内的微生态平衡，如一般的寡糖类能使体内双歧杆菌增加（３～１０）倍，使肠道原籍有益菌群形成强有力的优势种群，从而抑制了致病菌群，保护宿主免遭病原体入侵。其作用主要表现在以下几个方面：①改变肠道微生物系统。糖萜素和溢康素在消化道内帮助动物建立起有益微生物区系，排除或控制潜在的病原体，使益生微生物在动物肠道内着床，并大量繁殖，促进动物健康，提高生产水平。②形成抗菌物质。糖萜素和溢康素可促进机体分泌抗生素，降低肠道pH值，从而抑制有害…