亚成体大熊猫肠道微生物结构的季节差异及其与肠道纤维素酶活性的相关性

大熊猫以低营养高纤维的竹子作为主要食物来源,但其消化系统结构保留了肉食动物的特点,不具备消化纤维素的能力,因此肠道菌群对其消化纤维素具有重要意义.为了解不同季节亚成体大熊猫肠道微生物结构的变化及其与肠道纤维素消化能力的内在联系,通过高通量测序技术分析4只亚成体大熊猫肠道细菌和真菌多样性的季节差异,并检测不同季节的肠道纤维素酶活性.结果发现不同季节亚成体大熊猫肠道细菌、真菌结构和丰富度存在较大差异.复杂的肠道微生物组成,特别是优势细菌结构主要决定了亚成体大熊猫消化利用纤维素的能力.冬季(2月)肠道微生物结构较复杂,微生物丰富度也相对较高,细菌的优势度高于其他季节.秋季(11月)和冬季(2月),亚成体大熊猫的纤维素酶活性较高,冬季纤维素酶活性约为其他季节的5倍.亚成体大熊猫的纤维素酶活与其肠道优势细菌Streptococcus丰度的季节变化具有相似的趋势,相关性系数为0.582,是大熊猫分解利用纤维素的重要贡献者.因此,亚成体大熊猫不同季节的肠道微生物结构演变对其纤维素消化具有重要影响.(图3表6参28)     

大熊猫肠道噬菌体的多样性

噬菌体在维持宿主肠道微环境中起着重要作用.运用宏基因组学方法全面探究大熊猫肠道噬菌体的多样性.共注释到548种噬菌体,主要来自11个科38个属548个种.大多数噬菌体主要来自长尾病毒科Siphoviridae、肌尾噬菌体科Myoviridae和短尾噬菌体科Podoviridae,所占比例分别为41.7%、27.6%和19.5%.其中未分类到科的噬菌体占10.5%.38个属主要为λ样病毒属(10.3%)、T4样病毒属(8.0%)、P1样病毒属(7.1%)、Phieco32样病毒属(5.3%)、T5样噬菌体属(3.4%)等. 548个噬菌体中有22种丰度超过了1%,主要为肠细菌噬菌体P1(7.0%)、链球菌噬菌体LYGO9(6.1%)、肠细菌噬菌体λ(5.3%)、肠细菌噬菌体Phieco32(5.2%)、链球菌噬菌体phi30c(3.8%)等.此外,不同大熊猫繁育基地之间噬菌体群落结构存在显著差异(科水平:R=0.168,P 0.01;属水平:R=0.128,P 0.01;种水平:R=0.291,P 0.01),在α多样性指数方面SSP基地的Chao1指数与其他两个基地之间存在着显著差异.本研究发现大熊猫肠道噬菌体种群丰富多样,且因生境不同而显著变化;结果有助于挖掘大熊猫肠道噬菌体在疾病防控及治疗的潜力,为保障大熊猫的肠道健康提供新的思路.(图17表2参34)     

不同地区成体大熊猫肠道微生物结构差异性及其与纤维素消化能力的相关性

肠道微生物对大熊猫的消化吸收和代谢免疫具有重要的意义.为了解上海、四川两地成体大熊猫肠道微生物结构的差异及其与消化纤维素能力的关系,对两地大熊猫肠道微生物多样性、纤维素酶活性以及两地环境差异、食物性质等进行分析,并对成体大熊猫肠道微生物性质与纤维素酶活性进行相关性分析.结果表明,上海成体大熊猫肠道菌群结构较四川成体大熊猫更加丰富,两地成体大熊猫肠道优势菌和特异性菌有较大差异.上海成体大熊猫具有更高的纤维素消化能力,这可能得益于其肠道中具有更丰富的细菌多样性和较丰富的芽孢杆菌属(Bacillus)及山野壳菌科未知菌属(Unclassified_f_Montagnulaceae).两地成体大熊猫肠道微生物多样性及消化纤维素能力的差异,可能是由食物性质、海拔等外在环境因素导致的.总体而言,不同地区成体大熊猫肠道微生物结构差异明显,且对大熊猫肠道的消化能力具有一定的影响.(图3表7参37)     

大熊猫肠道产果胶酶细菌的多样性及产酶特性

为探究大熊猫肠道微生物与消化的相互关系,利用果胶筛选培养基,从大熊猫新鲜粪便中分离具有产果胶酶活性的细菌,对获得的菌株采用生理生化特征和16S r DNA进行鉴定分类,探讨产果胶酶细菌多样性,并研究菌株的最适生长特性及产酶特性.共分离得到产果胶酶的细菌31株,属于志贺菌属(Shigella)、埃希氏菌属(Escherichia)、克雷伯氏菌属(Klebsilla)3个属,其中最高酶活为334.44 U/m L,最低酶活为15.6 U/m L.PF-4菌株具有最高的酶活,鉴定为肺炎克雷伯氏菌,生长温度范围为16-45℃,生长p H范围是5-8,最适产酶时间为24 h,最适产酶温度为37℃,最适产酶p H为6.结果为研究大熊猫消化系统中微生物果胶酶的来源及性质提供了参考.     

肠道微生物与环境健康关系的研究进展与展望

尽管肠道微生物群落在调节宿主多种生理功能的稳态以及抵抗环境污染物的毒性等方面至关重要,但是其在环境健康上的作用直到近几年才引起关注.本综述主要概述了环境污染物对肠道微生物的作用导致的健康效应的最新研究进展.发展迅速的高通量测序平台与合成生态学方法有助于快速确定肠道微生物组成,结合信息化综合分析方法可进一步探明肠道微生物...     

卧龙国家级自然保护区大熊猫主食竹的营养成分与微生物群落结构

大熊猫是卧龙自然保护区旗舰物种,自然保护区内覆盖了多种大熊猫主食竹.为研究卧龙保护区不同种类大熊猫主食竹营养成分和微生物群落的组成,采用理化实验和高通量测序技术对保护区内主要的4种大熊猫主食竹进行测定分析.结果 显示,不同竹种中均以纤维素(46.18％±2.50％至56.82％±2.2％)、半纤维素(11.74％±2....     

糖萜素对早期断奶仔猪血液生化指标及免疫机能的影响研究

本试验研究了添加糖萜素对早期断奶仔猪血液生化指标及免疫机能的影响．选用21日龄左右健康无病、体重基本一致的杜长大猪进行饲喂试验，随机分为5组，每组3个重复，每重复8头猪，自由采食和自由饮水．试验设计为：第Ⅰ组为对照组，第Ⅱ、Ⅲ组在每公斤基础日粮中分别加入250rag、500rag糖萜素，第Ⅳ、Ⅴ组在每公斤基础日粮中分别加入250mg糖萜素＋4mg黄霉素、4mg黄霉素，结果表明：①糖萜素与黄霉素单用及联用均能提高仔猪血清中’IP、GLO和G／A的值。而以第Ⅲ组的效果最好．②糖萜素与黄霉素单用及联用均能显著提高血清IgA（P〈0．01），与对照组相比分别提高43．21%、104．89％、73．21％、27．74％，IgG（P〈0．05）而对IgM无显著影响（P〉0．05），CD3均有一定程度的提高（P〉0．05）．③血清中BUN试验组比对照组分别提高2．67％、2．96％、2．8l％、2．52％，各试验组间差异不显著（P〉0．05），对血清中GLU影响不大．④血清中GOT、GPT、ALK（均有所提高，但差异不显著（P〉0．05），而LDH活性与对照组相比分别下降2．7l％、4．02％、2．96％、1．65％，糖萜素与黄霉素的联合应用表现一定的协同作用，但效果不显著．     

一株大熊猫肠道厌氧纤维素菌的分离鉴定、系统发育分析及生物学特性的研究

从成都动物园健康大熊猫的肠道采集样品,富集分离获得一株典型的厌氧纤维素分解菌PD.分离菌是杆状,革兰氏阳性(G ),菌体大小为0.5μm×(3～5)μm,严格厌氧;生长温度为25～40℃,最适生长温度为38℃;pH范围5.0～9.0,最适pH7.2;在纤维素粉作碳源的琼脂培养基上菌落直径为1～3mm,白色透明斑;分离菌株不仅能利用纤维二糖、葡萄糖、蔗糖、淀粉、松三糖、覃糖等多种可溶性碳源,而且可以利用纤维素粉等不溶性碳源.同时,对菌株PD进行了16SrDNA的PCR扩增,并对扩增产物测序.对16SrDNA部分序列进行了分析,并构建了系统发育树,表明菌株PD属于梭菌属,与Clostridiumlentocellum(T)的16SrDNA序列具有92.2%相似性.图5表1参18     

长春市土壤微生物生化作用与重金属化学形态关系研究

研究了长春市土壤微生物的生化作用强度（氨化作用强度、固氮作用强度,纤维素分解强度和土壤基础呼吸）与重金属（Pb、Cd、Cu、Zn和Ni）化学形态的关系。通过科学采样和实验室测试分析了不同功能区土壤中,重金属含量和化学形态与微生物生化作用强度,并使用相关分析、偏相关分析多种数据统计方法进行数据处理。结果表明：各功能区因土地利用方式的差别和土壤中重金属的各种化学形态对土壤微生物生化作用强度有不同的影响。其中氨化作用与交换态Cd、Zn和Ni含量呈显著正相关;固氮作用与土壤重金属各化学形态相关性均不显著;呼吸作用与铁锰氧化物结合态Pd和交换态Cu呈显著正相关;纤维素分解作用强度与交换态Pd含量呈显著负相关。在土壤理化性质等相关变量受控时,重金属化学形态对微生物生化作用强度的影响有较明显的变化。其中与无控制变量相比,在控制变量作用下,纤维素分解作用强度受交换态Pd影响上升了0.0314,表现为交换态Pd抑制纤维素分解作用强度。呼吸作用与交换态Pd的相关系数在无控制因素情况下为-0.1425,在有控制因素情况下为-0.3230,表明交换态Pd促进呼吸作用强度。而有机结合态Ni表现为抑制固氮作用。因此可利用交换态Pd与纤维素分解作用强度、呼吸作用强度的相互关系,有机结合态Ni与固氮作用的相互关系等相结合来评价城市土壤重金属污染状况。文章为评价长春城市土壤重金属污染提供了微生物学指标的理论依据。     

乌鳢仔鱼生化成分变化与其行为的关系

研究了１～１６ｄ龄乌鳢仔鱼水分、Ｎａ＋、Ｋ＋、脂肪和蛋白质含量的变化及其主要摄食行为．结果表明，初孵仔鱼含水量为５０．１５％～５２．４０％，并随发育进展持续上升到８６．３５％～８６．８６％，而仔鱼干重则在第６ｄ最低．Ｎａ＋、Ｋ＋在仔鱼前期波动较大，第８ｄ后稳步上升，脂肪食量在孵出后的前４ｄ基本上保持不变，第５ｄ下降１５．８５％，第６ｄ下降３４．３８％，此后一直下降．蛋白质含量前８ｄ变化很小，第８ｄ后开始大幅上升．结合行为学观察认为，油球在仔鱼前期主要作为“浮力器官”（ｂｕｏｙａｎｃｙｏｒｇａｎ），在后期则可补偿摄入能量的不足．     

石油污染土壤的微生物修复及土壤微生物活性变化

为快速有效地测定石油污染土壤中功能性微生物的活性变化,分别以石油烃、正十六烷烃、多环芳烃为自定义碳源,应用Biolog法研究油污土壤生物修复过程中石油烃、烷烃、多环芳烃降解菌的代谢活性.结果显示,向油污土壤中投加混合降解菌群进行生物强化修复处理,可以有效去除土壤中的石油烃,修复13周土壤中石油烃去除率达到42.3%;生物刺激和自然修复对土壤石油烃的去除率分别为28.3%和20.5%.Biolog测定结果表明,生物强化法修复初期的土壤微生物群落对石油烃、烷烃两种碳源的代谢能力较强,而生物刺激法修复后期的土壤微生物群落对烷烃有较强的代谢能力;不同处理的土壤微生物群落比较偏好、利用率较高的碳源是石油烃,其次是烷烃,而对多环芳烃几乎不利用;土壤中石油烃、烷烃降解菌的活性越大,土壤微生物对石油烃的去除效率越高.上述研究结果说明,通过利用Biolog法测定土壤微生物活性变化可有效指示土壤中石油烃的去除效果.     

东太湖围网全面拆除前后水生植被及水质变化

针对东太湖围网拆除后水生植被及水质的变化,选择30 m分辨率的Landsat-8(OLI)数据作为数据源,对区域内水生植被进行监督分类,以现场水生植物调查数据作为水生植被分类评价依据,解译了围网拆除前后东太湖典型水生植被的变化,分析了2018—2020年主要水质指标及藻类生物量变化。研究表明,2019年底东太湖围网全面拆除后,2020年浮叶植物分布面积较2018年增加25.9%,挺水植物和沉水植物分布面积则分别减少11.8%和17.0%;沉水植物优势种由直立型种类转为冠层型种类,浮叶植物菱群丛、冠层型沉水植物金鱼藻群丛呈爆发式增长,生物量分别达6.84和9.90 kg·m^-2。2020年7—11月原围网区水体透明度仅为25.9 cm,较2018年同期显著下降,透明度下降不利于沉水植物生长,不利于东太湖草型清水态的维护;湖水叶绿素a和氨氮浓度显著上升,东太湖存在向藻型浑浊态转变的风险,应予重视。东太湖围网拆除后,湖泊生态系统变化较大,应加强湖泊生态研究和管理,人工辅助湖泊生态系统向草型清水态良性状态演替。     

生态补水前后永定河两岸植被覆盖度变化及驱动力分析

植被是生态系统的重要组成部分,在能量交换、水土保持、防风固沙等方面具有重要作用。为了研究生态补水对永定河两岸植被覆盖度的变化的影响,基于Landsat-8卫星影像数据,利用影像图差值比较法、皮尔逊相关系数、残差分析等方法对永定河生态补水前后植被覆盖度时空变化及其驱动力进行分析。结果表明,（1）2014—2020年永定河两岸植被覆盖度总体上呈现西北高、东南低的分布格局,植被覆盖度变化呈现优化趋势,改善区域面积大于退化区域面积。（3）植被覆盖度与年气温的平均相关系数为-0.17,与年降水量的平均相关系数为0.15。植被覆盖度总体上与气温呈负相关,与降水量呈正相关,但具有显著性（P<0.05）的面积分别仅占23.03%和16.26%。（4）生态补水前,人类活动对植被覆盖度的影响主要是负面影响,而在生态补水后,人类活动对植被覆盖度的影响逐渐向好,发挥正面影响的面积占比63.04%。2014—2020年期间人类活动变化的趋势向促进植被覆盖度增长的方向发展。（5）气候变化和人类活动对于植被覆盖度改善和轻改善区域相对贡献在60%以上的面积占比分别为16.98%和68.09%,人类活动对于植被覆...     

肠道微生物群和水生毒理学: 环境健康的新概念

高通量测序技术极大地方便了深度考察不同种群中宿主相关微生物群的组成和功能。研究表明微生物在动物包括人类的健康和疾病发病中扮演着必要的角色。微生物已成为环境毒理学中新兴的重要研究主题。这是因为微生物在免疫系统中起着重要的交互的作用,同时在化学解毒中也有作用。污染物扰动肠道微生物,引起胃肠组织的病理生理变化,导致一系列系统效应,致使营养摄入变差和肠道发炎。本文检索了关于环境污染物对水生物种微生物影响的文献,重点关注了肠道微生物。我们强调了脊柱动物宿主中的一些已知的肠道上皮细胞的主要蛋白,这些均是化合物破坏的靶标,这些蛋白可以与微生物直接对话。我们提出了一个有害结局路径(adverse outcome pathway)的总体框架,将肠道生态失调作为有害效应终点事件的主要贡献因子。我们展示了两个案例研究,分别是(1)纳米材料;(2)碳氢化合物,我们参考了Deepwater Horizon港口的石油泄漏事件, 生态失调在案例中展示了微生物的考察如何改善有害结局的研究。最后,我们提出了一些策略以建立化合物诱导的肠道生态失调与有害结局的关联。我们通过实验建立了特定微生物与肠道生态失调的关联。对毒物与微生物关系的深入研究将成为改善动物及人类健康的重大突破。 精选自Ondrej Adamovsky, Amanda N. Buerger, Alexis M. Wormington, Naomi Ector, Robert J. Griffitt, Joseph H. Bisesi Jr., Christopher J. Martyniuk. The gut microbiome and aquatic toxicology: An emerging concept for environmental health. Environmental Toxicology and Chemistry,2018,37:2758-2775.
详情请见 https://doi.org/10.1002/etc.4249
     

生物泥浆反应器中微生物数量变化与PAHs降解

分别以浓度、温度、接种量、通气量和表面活性剂为降解调控因子,采用平板记数法进行了生物泥浆反应器中微生物数量变化与ＰＡＨｓ降解的关系研究。结果表明：土壤中细菌数量与ＰＨＥ、ＰＹ投加浓度呈显著正相关。ＰＨＥ、ＰＹ初始浓度越高,细菌数量越大。此外,反应器的温度对微生物生长速度和数量有重要影响。反应器温度为３０℃时对细菌迅速繁殖有利,反应器温度为２０℃时对真菌生长繁殖有利。接种量为５％即可明显提高ＰＨＥ和     

16种室内观赏植物对甲醛净化效果及生理生化变化

采用气体密封舱熏气法模拟居室装修后的甲醛污染环境,对16种常见室内观赏植物进行甲醛熏气处理,以熏气12h后植物单位叶面积吸收甲醛的量作为指标评价了不同植物对甲醛气体的净化能力,同时测定了熏气后植物的外观形态变化和叶片的SPAD值、相对电导率、丙二醛含量及POD活性等指标。结果显示,被测植物在一定程度上均可以有效吸收甲醛,单位面积吸收量从大到小依次为香石竹（Dianthus caryophyllus）、瑞典常春藤（Lsodon amethystoides）、蚊净香草（Saivia spp.）、比利时杜鹃（Rhododendron hybrida）、柠檬（Citrus limon）、袖珍椰子（Chamaedorea elegans）、龟背竹（Monstera deliciosa）、冷水花（Pilea cadierei）、长寿花（Kalanchoe blossfeldiana）、‘粉冠军’（Anthurium spp.）、巢蕨（Neottopteris nidus）、吊竹梅（Zebrina pendula）、栀子花（Gardenia jasminoides var.grandiflora）、百合竹（Dracaena reflex）、口红花（Aeschynanthus radicans）、孔雀竹芋（Calathea makoyana）。不同植物在甲醛熏气后表现出不同程度的受害反应和生理生化指标的变化,综合分析结果表明香石竹、瑞典常春藤、蚊净香草、袖珍椰子、冷水花、巢蕨等对甲醛的综合净化能力和抗性较好。     

大熊猫与熊类动物性别的分子鉴定

根据已知动物的性别决定因子基因序列设计引物,以非性别特异性的脑源性神经营养因子基因片段（ＢＤＮＦ）作为正对照,用于扩增大熊猫、浣熊、天山棕熊和马来熊个体的ＳＲＹ（ｓｅｘｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｒｅｇｉｏｎｏｎＹｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ）基因片段并对其进行凝胶电泳分析,由此建立了一套简单、快速、可靠的动物性别分子鉴定方法．该方法不仅有利于尽快确定大熊猫等珍稀濒危动物的性别,而且也可以用于野外种群的性别比例调查．     

不同年龄小叶锦鸡儿固沙群落土壤酶活性及微生物生物量的变化

小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)是科尔沁沙地广为采用的豆科固沙植物。为探讨采用小叶锦鸡儿固定流沙后,土壤生物活性的变化特点和发展趋势,选取5、10、22年生小叶锦鸡儿人工固沙群落为对象,以半流动沙丘和天然群落为对照,研究了人工固沙群落发育过程中土壤磷酸单酯酶、蔗糖酶、蛋白酶、脲酶、脱氢酶的活性和微生物生物量C、N、P质量分数的变化特征。土壤按5层取样:0~10,10~20,20~30,30~40,40~50cm。结果表明,随着小叶锦鸡儿固沙群落发育时间的增长,群落内土壤生物活性逐渐改善,沙土中5种酶的活性和土壤微生物生物量C、N和P质量分数均大幅度提高,其中0~10cm土层增幅最大。土壤酶中蔗糖酶的活性增加最为迅速,5、10和22年生群落0~10cm土层中蔗糖酶的活性分别是半流动沙丘的76.80,167.27和261.63倍。22年生群落的土壤生物活性已接近于天然群落,处于相对稳定的状态。小叶锦鸡儿群落中土壤酶和微生物生物量之间存在极显著的正相关关系。以上表明,小叶锦鸡儿不仅具有较好的防风固沙性能,而且表现出强大的改善土壤生物活性的能力,可作为优良的固沙植物材料在本地区大面积推广应用。