分子生物学技术在瘤胃细菌多样性研究中的应用

反刍动物的瘤胃是一个复杂的厌氧微生态发酵系统,研究其瘤胃微生物区系组成与功能已成为反刍动物营养学的重要内容,分子生物学技术是开展瘤胃微生物研究的重要技术手段。本文就变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术、16S r DNA序列分析、宏基因组技术、DNA芯片技术等在瘤胃细菌多样性研究中的应用情况进行了总结与归纳,为今后开展此方面研究工作提供技术参考。     

细菌多样性及其在农业生态系统中的作用

简述了细菌的物种多样性、适应多样性、营养代谢类型多样性和遗传多样性以及环境对其多样性的影响。细菌在农业生态系统中不仅在调节植物生长发育、抑制病原微生物方面具有积极的作用，而且在生态系统中的营养元素矿化、土壤肥力的保持和提高以及能量转化和物质循环等方面具有其他生物无法代替的作用。因此，加强对细菌功能和多样性的研究，有助于持续开发应用和保护微生物资源，充分发挥微生物在生态系统中的作用。     

细菌多样性及其在农业生态系统中的作用

简述了细菌的物种多样性、适应多样性、营养代谢类型多样性和遗传多样性以及环境对其多样性的影响。细菌在农业生态系统中不仅在调节植物生长发育、抑制病原微生物方面具有积极的作用，而且在生态系统中的营养元素矿化、土壤肥力的保持和提高以及能量转化和物质循环等方面具有其他生物无法代替的作用。因此，加强对细菌功能和多样性的研究，有助于持续开发应用和保护微生物资源，充分发挥微生物在生态系统中的作用。     

遗传标记在苜蓿遗传多样性研究中的应用

介绍了当前广泛应用的苜蓿遗传多样性研究技术及其研究现状,包括苜蓿Medicago形态学和等位酶分析、种质资源和种内杂合性、进化与亲缘关系、抗逆性以及遗传连锁作图等几个方面的研究概况,同时提出了今后苜蓿遗传多样性分子标记研究的重点发展方向.     

牵牛花花蜜细菌多样性研究

对牵牛花花蜜中细菌进行分离、纯化和培养,共获得29株细菌菌株,以传统方法通过形态学、培养性状以及生理生化特征对其进行鉴定,结果表明:29株细菌分别属于芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、泛生菌属(Pantoea sp.)、柠檬酸细菌属(Citrobacter sp.)、微杆菌属(Microbacterium sp.)、假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、土壤杆菌属(Agrobacterium sp.)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas sp.)。芽孢杆菌分离获得的几率最高。对牵牛花花蜜中细菌多样性进行研究,可为花蜜中细菌多样性研究提供基础资料,为进一步研究蜜源植物花蜜中细菌对蜜蜂体内细菌结构的影响提供一定的参考数据。     

DGGE技术在瘤胃细菌微生态系统研究中的应用

细菌在反刍动物瘤胃中的数量非常多,每克内容物超过1×1010个细胞,在瘤胃发酵中起着决定性作用.早期的研究表明,瘤胃细菌非常复杂,而分子生物学研究揭示其生物种类比原来认为的更加复杂多样.     

啮齿动物遗传多样性研究现状

从形态学标记、细胞学标记、生化标记、分子标记4个方面,全面介绍了啮齿动物遗传多样性研究现状,分析了从不同层次研究啮齿动物遗传多样性的优缺点,提出了当前和今后啮齿动物遗传多样性研究的方向。     

应用PCR-DGGE分析肉鸡呼吸道中细菌多样性

从不同养殖时期的肉鸡呼吸道中提取微生物基因组总DNA,以细菌16S rDNA基因通用引物341F/534R进行V3高变异区域PCR扩增,长约200 bp的PCR产物经变性梯度凝胶电泳(DGGE)分离,获得微生物群落的特征DNA指纹图谱。通过DGGE图谱的半定量分析以及对条带的测序鉴定,发现样品的优势菌群明显。结果表明,PCR-DGGE是研究动物呼吸道微生物多样性的可行方法。     

不同石漠化程度对灌丛草地土壤细菌遗传多样性的影响

为探讨石漠化对灌丛草地土壤细菌遗传多样性的影响,在贵州省普定县石漠化治理区采集潜在(A)、轻度(B)、中度(C)和重度石漠化(D)4种不同类型的灌丛草地土样,并以石缝玉米耕作地为对照(E),应用PCR-DGGE技术对土壤细菌群落结构进行了研究。结果表明:样地A的香农指数与丰富度指数均高于样地B,C,D,说明随着石漠化的加剧,细菌群落的复杂度与丰富度呈下降趋势,而对照组(E)最低,这表明耕作后土壤中细菌的复杂度与丰富度显著下降。通过聚类分析发现对照组E为一个族,A,B,C,D为一个大族,其中样地A与B,样地C与D土壤细菌PCR-DGGE图谱相似度较高。在系统发育树分析中发现13个序列片段聚成了10个分支,土壤细菌在不同程度石漠化灌丛草地土壤中会形成不同的群落结构,并具高度的遗传多样性。     

RAPD分子标记技术在植物遗传多样性研究中的应用

RAPD技术是利用一系列不同的随机排列碱基顺序的寡聚核苷酸单链为引物，经染色或显影采检测扩增产物DNA片段的多态性，反映了基因组相应区域DNA的多态性。利用RAPD技术对植物的生物多样性进行检测，了解和认识植物种群闻、种类间、个体间以及野生种与栽培种之间的遗传差异，同时为植物在基因定位和基因图谱的构建上提供了新的方法。     

乳酸菌发酵多肽饮料的工艺研究

探讨乳酸菌发酵多肽饮料的生产工艺条件和工艺配方,试验结果表明,乳酸菌多肽饮料最优工艺条件为：菌种鼠李糖乳杆菌,发酵温度37 ℃、接种量3%,发酵时间9 h,冷藏温度6 ℃,冷藏时间12 h;乳酸菌多肽饮料最优工艺配方为：酸度50 （0T）、白砂糖12%、β-CD 0.6%、香精0.04%,稳定剂0.6%.在此工艺条件和工艺配方下生产的乳酸菌饮料口感最佳,并具有一定的ACE抑制活性.     

采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳技术分析小熊猫胃肠道菌群的多样性

本试验旨在研究小熊猫胃肠道菌群多样性。采用聚合酶链式反应(PCR)-变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术结合条带的克隆测序、聚类分析和主成分分析(PCA)检测小熊猫胃肠道菌群结构及多样性。结果表明:1)PCR-DGGE图谱显示小熊猫胃肠道中有大量菌群,且不同部位的菌群结构存在一定的差异,相邻肠段菌群结构具有一定的相似性。结肠和粪便样品的菌群多样性较高,其次为胃和直肠样品,而空肠和回肠样品菌群多样性较低。2)小熊猫胃肠道菌群PCR-DGGE图谱中测序的条带大多数归为厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroides)、变形菌门(Proteobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia),共性条带主要是未培养拟杆菌门细菌(uncultured Bacteroidetes bacterium)、粪肠球菌(Enterococcus faecalis)、未培养梭状芽孢杆菌(uncultured Clostridium sp.)、乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)和食窦魏斯氏菌(Weissella cibaria),其中厚壁菌门为优势菌群;特异性条带主要是丛毛单胞菌(Comamonas sp.)、梭菌属(Clostridium sp.)和Akkermansia。由此可见,小熊猫胃肠道中栖息着大量菌群,且其多样性按照胃肠道由前至后的顺序呈现高-低-高的趋势。     

巨菌草内生细菌多样性及其促生特性

为探究不同生境巨菌草（Pennisetum sp.）内生细菌群落组成多样性,明确促生菌株的促生特性,本试验采用菌株16S rDNA全序列分析法,对5个不同生境的巨菌草中内生细菌的遗传多样性进行系统发育分析,并以溶磷、固氮、产吲哚乙酸（Indoleacetic Acid,IAA）、产铁载体和抑菌活性等为筛选标准,对初筛菌株进行多项促生活性测定。本研究中,从巨菌草植株中共分离得到187株内生菌株,其中86株具有分泌IAA的能力,占全部菌株的46%,菌株XJ-4产IAA的能力最强,分泌的IAA浓度为30.13 mg·L^-1;47株具有溶磷能力,占全部菌株的25%,菌株FJ-23,FJ-15溶磷能力最高,分别为7.10 mg·L^-1和7.35 mg·L^-1;128株可以在Ashby无氮培养基中正常生长,表明64%的巨菌草内生细菌都具有潜在的固氮能力;34株可以在产铁载体的培养基中正常生长,表明18%的菌株产铁载体;试验中,80%以上的内生细菌对1种或者多种指示菌具有抑制作用,其中菌株SX-21,SX-30,SX-1,NY-10表现出对3种指示菌的广谱性抑菌活性,菌株SX-30对玉米大斑病菌的抑制效果最好,抑菌圈达到30 mm。供试菌株共产生了23种遗传图谱类型,通过对每种图谱类型的代表性菌株进行16S rDNA全序列分析,23株菌株分别归属于芽孢杆菌属（Bacillus）、根瘤菌属（Rhizobium）、寡养单胞菌属（Stenotrophomonas）、假单胞菌属（Pseudomonas）、不动杆菌属（Acinetobacter）和肠杆菌属（Enterobacter）。巨菌草中具促生特性的内生细菌表现出丰富的多样性,可为进一步构建巨菌草促生菌菌群提供良好的种质资源。     

甘露寡糖、果寡糖和大豆寡糖组合对锦江黄牛瘤胃液细菌多样性的影响

本试验旨在研究功能性寡糖(甘露寡糖、果寡糖和大豆寡糖)组合对锦江黄牛的瘤胃液细菌多样性的影响.选择3头健康且体重相近的安装有永久性瘤胃瘘管的锦江黄牛,采用自身对照方法,试验分2期进行,第1期:对照期,饲喂基础饲粮,不添加任何寡糖;第2期:添加期,饲喂基础饲粮+功能性寡糖(0.8％甘露寡糖+1.0％果寡糖+0.8％大豆寡糖),每期持续14 d.利用PCR-变性梯度凝胶电泳(DGGE)方法研究分析牛瘤胃液细菌多样性.结果表明:添加功能性寡糖组合后,牛瘤胃液细菌PCR-DGGE图谱条带数明显增加,3头牛增加了5个共同条带.经测序,其中2个是产琥珀酸丝状杆菌属,3个是未鉴定细菌.饲粮中添加功能性寡糖组合可使瘤胃液细菌菌群种类明显增加.结果提示,饲粮添加功能性寡糖组合能够影响瘤胃菌群区系,增强其稳定性.     

乳酸菌和糖蜜对构树叶青贮品质和细菌多样性的影响

为改善构树(Broussonetia papyrifera)叶青贮发酵品质,探究乳酸菌和糖蜜对构树叶青贮发酵指标和细菌多样性的影响,本实验以构树叶为原料,设置对照、添加乳酸菌(L)、糖蜜(M)和乳酸菌+糖蜜混合(ML)4个处理,贮藏30天后,测定其营养成分、发酵品质并及细菌群落结构。结果显示,除了添加乳酸菌组,其他添加剂处理pH值均显著降低(P<0.05),乳酸含量提高(P<0.05),乙酸(P<0.05)和丙酸含量下降。微生物分析表明与CK组相比,M和ML组均提高了细菌群落多样性,另外,添加剂处理改变了细菌群落结构,与CK相比,糖蜜处理组(M)乳杆菌属(Lactobacillus)相对丰度显著提升,魏斯氏菌属(Weissella)和肠杆菌属(Enterobacter)相对丰度降低。综上,构树叶青贮添加糖蜜可提高青贮饲料的发酵品质,并改变青贮细菌多样性。     

绿汁发酵液中的微生物多样性及其对菌糠发酵品质的影响

本试验旨在通过高通量测序技术,测定分析5种不同原料制备的绿汁发酵液的微生物分布情况,通过Alpha多样性、主成分分析等解明其微生物群落结构。同时,为探究其微生物与发酵品质的关联性,本试验调制了对照组（无添加）和添加2%绿汁发酵液的5个菌糠青贮处理组,每个处理5个重复。结果表明：5种材料制作的绿汁发酵液样本通过Illumina Miseq测序平台共获得548 266条高质量有效序列,经分类学鉴定分属23门,129属,其中丰度大于1%的有9属。聚类分析结果表明甘蔗梢、玉米秸秆和葛藤绿汁发酵液归为一类,红象草和菌糠绿汁发酵液各自单独一类。5种绿汁发酵液处理组的菌糠青贮料乳酸含量显著（P<0.05）升高,丁酸含量显著（P<0.05）降低,能够提高青贮料的发酵品质。其中,红象草绿汁发酵液处理菌糠的发酵效果最佳,原因是象草绿汁发酵液中与青贮发酵密切相关菌属的分布比例最高。     

新疆乌鲁木齐传统酸奶中乳酸菌的多样性分析

本研究对新疆乌鲁木齐传统酸奶中乳酸菌进行分离鉴定,通过传统生理生化鉴定结合16S rDNA序列同源性分析,从6份样品中共分离出14种乳酸菌。乳杆菌属有干酪乳杆菌、副干酪乳杆菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、发酵乳杆菌、格氏乳杆菌、弯曲乳杆菌;肠球菌属有屎肠球菌、坚强肠球菌、肠道肠球菌、乳酸肠球菌;链球菌属有嗜热链球菌和黄连链球菌。     

乳酸菌H^＋-ATPase延缓酸奶后酸化的应用研究

酸奶制品在贮存过程中会发生后酸化,为推迟后酸化的发生,延长酸奶制品的保质期,通过新霉素的"加压"环境得到弱化H -ATPase乳杆菌菌株,研究了单一发酵、结合球菌发酵以及贮藏期的酸度、pH变化,试验证明弱化H -ATPase菌株能够延缓后酸化,且活菌数保持在107cfu/mL以上。     

应用PCR-DGGE技术比较绵羊瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃菌群的多样性

本研究采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术结合DGGE图谱条带的克隆和测序比较了绵羊瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃菌群的多样性,同时对菌群进行了聚类分析和主成分分析。结果表明:绵羊瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃内容物DGGE图谱的平均条带数分别为18、13、16和15条;瘤胃和瓣胃内菌群的多样性指数、均匀度和丰富度均较高,分别为2.83、0.79、17.00和2.82、0.79、16.80,而网胃和皱胃内容物较低,分别为2.52、0.70、12.60和2.73、0.76、15.40;聚类分析结果显示不同胃的内容物菌群具有一定差异,但不同动物个体相同胃的内容物相似性系数均高于0.63;PCR-DGGE图谱中测序的条带大多数归为拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes),优势菌群为厚壁菌门(Firmicutes)细菌、拟杆菌门(Bacteroidetes)细菌、未培养瘤胃细菌(uncultured rumen bacterium)、未培养细菌(uncultured bacterium)和韦荣球菌科(Veillonellaceae)细菌,特异性细菌为不动杆菌属(Acinetobacter sp.)细菌和瘤胃球菌属(Ruminococcaceae)细菌。结果提示,绵羊4个胃中均含有种类丰富和数量巨大的细菌,且随着消化道部位由前往后的顺序,菌群的多样性呈现先高后降低再升高的趋势。