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)     

食物转化期的大熊猫幼仔肠道细菌结构衍变及其与纤维素酶活性的相关性

大熊猫是具有植食性转化阶段的特殊的食肉动物,但本身对纤维素的消化能力极低,主要依赖于肠道微生物的作用;处于食物转化阶段的大熊猫幼仔是敏感而脆弱的,对纤维素的适应消化能力也是保证其存活的关键.通过分析食物转化期大熊猫幼仔粪便中纤维素酶活性和肠道细菌多样性的变化,探讨大熊猫幼仔食物转化阶段肠道细菌性质和纤维素酶活性的相关性,以期为优化食物转化期大熊猫的饲养技术提供一定的理论指导.结果显示,大熊猫幼仔食物转化阶段纤维素酶活性变化较大,特别是增加竹子的摄入量后,大熊猫个体纤维素酶活性普遍显著增加.大熊猫肠道细菌的结构和数量在食物转化阶段也存在较大变化,且与幼仔消化纤维素密切相关,如Lactobacillus、Romboutsia等典型的肉食动物肠道菌的丰度在大熊猫幼仔肠道中数量减少,而纤维素降解菌属Cellulosilyticum的丰度明显增加,特别是大熊猫肠道优势菌属Streptococcus也表现出与其纤维素消化的密切联系.总体而言,食物转化阶段的大熊猫幼仔对纤维素有一定的适应性消化能力,其和肠道细菌菌群的演变有较大的相关性.     

圈养亚成体大熊猫日粮粗蛋白表观消化率的初步研究

研究了7只1.5-4.7岁的亚成体大熊猫对23种日粮粗蛋白的表观消化率（ADCP），结果为37．86％－83．70％。分析表明，对1．5－2．5岁的大熊猫，粗纤维采食量与ADCP有极显著的负相关关系（图1）；对2．5－4．7岁的大熊猫。粗纤维采食量与ADCP没有明显相关关系（表3）。对1．5－2．5岁大熊猫，随竹粗蛋白占总粗蛋白比值升高，ADCP呈下降趋势（图2）；2．5－4．7岁的大熊猫，ADCP随竹粗蛋白比例升高而呈上升趋势（图3）；不同大熊猫ADCP还有个体差异。图3表3参10     

幼年大熊猫断奶前后肠道微生物与血清生化及代谢物的变化

采集3只幼年大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)在断奶前后15 d的粪便(N=24)和血清样品(N=24),基于高通量测序技术、生化和液相色谱-质谱检测,对其肠道菌群、血清生化指标和代谢物质的组成变化进行研究.结果显示,断奶后大熊猫肠道菌群丰富度下降,肠道内细菌由Firmicutes变为Proteobacteria为主要门.在细菌属水平,Escherichia-Shigella、Streptococcus、Clostridium、Enterococcus和Lactobacillus的相对丰度显著下降,但Pseudomonas、Leuconostoc和Sphingobacterium则上升(LDA4).肠道真菌由Ascomycota和Basidiomycota变为Basidiomycota和Zygomycota为主要门.在真菌属水平,Microidium的相对丰度显著下降,但Cystofilobasidium、Guehomyces和Cryptococcus显著上升(P 0.05).此外肌酸激酶和乳酸脱氢酶断奶后显著下降,而总胆红素则上升(P 0.05).断奶前后发现有54个(正模式)和46个(负模式)显著性差异代谢物(P 0.05),如Heme和Allantoic acid等,这些差异物质和肌酸激酶和乳酸脱氢酶有显著相关性(P 0.05).本研究表明断奶后大熊猫肠道中高丰度的纤维素或半纤维素降解菌种类增加,为研究大熊猫肠道微生物对竹子的利用提供数据支撑;肌酸激酶、乳酸脱氢酶和总胆红素可作为大熊猫断奶时健康状况的备选标志生理指标,有助于大熊猫断奶过程中健康状态的维护.(图6表3参43)     

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....     

景观人工湿地微生物群落结构的季节变化

采用PCR-DGGE技术对梦清园人工芦苇湿地不同季节的细菌群落变化进行了研究。结果表明,随着水体流动和季节更替,人工湿地中优势细菌一直在变化。测序结果显示芽孢杆菌在系统中较占优势,4个季节里都可以检测出来。恶臭假单胞菌在春夏秋3季比较有优势,而冬天枯草芽孢杆菌比较适合在该芦苇湿地中生存。经湿地处理后,水体细菌群落的多样性下降,相似性升高,部分细菌被淘汰出水体,但适应的细菌生长较快,整体细菌数量上升。对底泥的研究中,随运行时间的增加,进水口与出水口的细菌相似性分别下降,且进水口的相似性下降要明显快于出水口。     

扎龙湿地土壤微生物群落结构的季节变化特征

运用磷脂脂肪酸(PLFA)法研究扎龙湿地各季节土壤微生物群落结构和多样性.结果表明:不同季节土壤中共检测到29(春)、30(夏)、29(秋)和27(冬)种PLFA,其中含量最高的PLFA分别为16:0(16.49%)、18:1ω9c(17.41%)、18:1ω9c(20.48%)和18:2ω6,9(26.16%).季节变化对一般性细菌、G~+菌、G~-菌、真菌、放线菌和总PLFAs有显著影响(P0.05),除真菌外均表现为春季最高、冬季最低,而真菌则为冬季最高、春季最低.香农-威纳多样性指数和Mc Intosh指数在春季最高,Simpson指数则在冬季最高.主成分分析(PCA)表明,第1主成分和第2主成分共解释土壤微生物群落结构总变异的87.6%,不同季节间土壤微生物群落结构存在显著差异.冗余分析(RDA)表明,放线菌和G~+菌与土壤有机质、总氮、速效氮和速效钾呈显著正相关,G~-菌与速效磷呈显著正相关,真菌和一般性细菌与土壤pH呈显著正相关.扎龙湿地微生物群落结构的季节波动与土壤养分状况密切相关,研究结果可为扎龙湿地生态功能恢复提供科学依据.     

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     

苏南丘陵区林地土壤酶活性及其与土壤理化性质的相关性

研究了苏南丘陵地区马尾松、毛竹、麻栎、杉木4种林分土壤的蔗糖酶、酸性磷酸酶、脲酶活性及其与土壤理化性质的关系.结果表明,马尾松林土壤蔗糖酶和酸性磷酸酶活性最高,毛竹林土壤脲酶活性最高,裸地土壤3种酶活性均最低;3种酶活性在土壤剖面中呈自上而下逐渐减小的趋势,蔗糖酶、酸性磷酸酶活性随土层深度的变化较大,脲酶活性相对变化较小.相关分析结果表明,蔗糖酶和酸性磷酸酶分别与全N、有效P、有机质在α=0.01水平下呈显著正相关,且2种酶之间在α=0.01水平下呈显著正相关;蔗糖酶与Pb在α=0.05水平下呈显著正相关,酸性磷酸酶与Cu、Pb在α=0.01水平下呈显著正相关;脲酶与全P、有机质、Pb在α=0.01水平下呈显著正相关,与容重在α=0.01水平下呈显著负相关,与全N、酸性磷酸酶、Cu在α=0.05水平下呈显著正相关.回归分析结果表明,3种酶与全N、有效P、有机质、Cu、Pb之间呈非线性关系.主成分分析结果表明,对4种林分土壤肥力起主要作用的因子主要包括:土壤脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、全N、有效P、速效K、有机质.3种酶可作为较理想的土壤质量评价指标.     

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...     

围封对荒漠草原土壤微生物数量及其酶活性的影响

以鄂尔多斯高原温性荒漠草原为对象,对比研究了放牧和围封条件对草原植物地下生物量、土壤有机质、土壤微生物数量及酶活性的影响,旨在为干旱区退化草地的恢复与重建提供科学依据。结果表明,(1)与放牧区相比,围封显著增加了表层土壤(0~10 cm)草地植物地下生物量23.81%,极显著增加了次表层土壤(10~20 cm)草地植物地下生物量37.21%,而对土壤有机质含量无显著影响。(2)围封极显著提高了表层土壤真菌种群数量71%,次表层土壤细菌种群数量147%,显著提高了底层土壤(20~40 cm)真菌164%和表层、次表层土壤放线菌种群数量56%和8.9%。(3)围封区的次表层土壤脲酶活性显著增加了31.13%,表层土壤蔗糖酶活性显著降低了24.14%,表层土壤过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性分别显著提高了16.59%和11.76%。(4)围封与放牧条件下,各指标相关性表现不尽一致;放牧条件下,放线菌种群数量与各指标相关性均不显著(P0.05),而在围封下,放线菌与真菌种群数量及碱性磷酸酶活性无显著相关性(P0.05),与其他指标均表现出显著(P0.05)或极显著(P0.01)正相关关系,相关系数达68%以上;放牧条件下,真菌种群数量与4种土壤酶活性均呈极显著(P0.01)正相关关系,相关系数在84%以上,而围封条件下,其与4种酶活性均呈显著正相关关系(P0.05)。     

玉米自交系吸收利用磷素的差异及其相关性

大田选取11份玉米自交系，在两个供磷水平下研究了玉米自交系籽粒产量基因型差异及吸收效率、利用效率与磷效率的相关关系。试验结果表明：在磷胁迫的条件下，不同玉米自交系不仅产量存在较大的差异，而且对磷的响应度也不相同，产量最高的基因型中宗2号为最低的忻9005的5．15倍，将这些品种在二磷水平下以产量进行磷效率双向划分可以分为4种类型：双高效型(太411、KH12、58、中宗2号)；高磷高效型(187)；低磷高效型(冀257)；双低效型(478、冀35、XL12、忻9005、H21)，成熟期吸收、利用效率与磷效率的关系表明，在同一供磷条件下，11份自交系吸收、利用效率均有显著的差异，在两个供磷水平下，吸收效率与磷效率存在显著的正相关关系，而利用效率仅在高磷条件下与磷效率存在正相关性，表明在低磷水平下，成熟期磷效率主要由吸收效率决定，在高磷水平下，磷效率是吸收效率和利用效率共同作用的结果。图2表1参7。     

蚯蚓活动对锌污染土壤微生物群落结构及酶活性的影响

以不同质量分数Zn污染高沙土为材料,研究在重金属污染土壤中,蚯蚓活动对土壤微生物数量和各种酶活性的影响。试验结果表明:Zn的加入使土壤蔗糖酶、脲酶活性降低,而对磷酸酶活性没有影响,加Zn量在300mg·kg-1以下时对微生物量碳有促进作用,高于该水平则表现为抑制作用。接种蚯蚓后,土壤细菌和放线菌的群落数明显提高,除各别处理外均达到显著差异,真菌数量没有变化;土壤磷酸酶、蔗糖酶、脲酶等酶活性也因接种蚯蚓而显著提高(p<0.05),随土壤Zn污染质量分数变化,蚯蚓对三种酶活性的影响趋势不同。蚯蚓活动对土壤酶活性的提高一定程度上缓解了重金属对酶的抑制作用。试验结果还表明蚯蚓活动显著提高了各处理土壤的NO3--N含量,相关散点图显示NO3--N含量和植物地上部生物量,地上部Zn质量分数及植物地上部Zn吸收总量间都有明显相关性(r=0.517,r=0.532,r=0.607)。试验初步验证了蚯蚓对Zn污染土壤中微生物和酶活性的改善作用。     

香港人工林改造对林分土壤理化性质、土壤微生物生物量及土壤酶活性的季节影响

土壤理化性质、土壤微生物及土壤酶活性是土壤生态系统的重要组成部分,研究林分改造对土壤因子的影响,可为人工林改造与林地土壤质量恢复提供科学依据。文章对香港地区20年生尾叶桉(Eucalyptus urophylla)和马占相思(Acacia mangiumin)人工林进行间伐套种处理(套种密度为1 665 plants·hm~(-2),以不间伐林分为对照),采用野外调查与室内试验相结合的方法分析间伐套种3 a后2种林分的土壤理化性质、土壤微生物生物量和土壤酶活性的季节变化。结果表明,(1)间伐套种3 a后,各林分土壤均呈酸性,间伐对林分土壤容重和孔隙度影响不显著,但提高了冬夏季林分土壤电导率。(2)间伐套种对冬季和夏季2种林分土壤理化性质的影响存在差异。与未间伐林分相比,间伐套种减少了冬季尾叶桉林分土壤养分的消耗,但提高了夏季林分土壤养分的含量。间伐套种降低了冬季马占相思林分土壤氮素含量及夏季土壤交换性Ca含量,提高了冬季林分土壤交换性元素和夏季土壤氮素含量。(3)无论是间伐套种林分还是未间伐林分,夏季2种林分的土壤微生物生物量C(226.35~619.44 mg·kg~(-1))和微生物生物量N(21.18~52.44 mg·kg~(-1))均高于冬季。间伐套种处理促进了尾叶桉林分土壤微生物生物量的增加,而马占相思林分则相反。(4)间伐套种处理对2种林分过氧化氢酶活性的季节影响不显著,对尾叶桉的土壤磷酸酶和脲酶的季节影响不一致,但降低了马占相思林分的土壤酶活性。(5)综合分析,间伐套种处理改善了尾叶桉林分的土壤理化性质,提高了土壤微生物生物量和土壤酶活性;但对马占相思林分的土壤肥力改善作用并不明显。     

纳米银与银离子对土壤微生物及酶活性的影响

为研究纳米银和银离子对土壤微生物的影响,采用土壤培养方式,对不同剂量纳米银(10、50、100 mg·kg~(-1))和银离子(1、5、10 mg·kg~(-1))暴露下黄褐土、砖红壤中可培养微生物数量及土壤酶活性(脲酶、荧光素二乙酸酯水解酶、蔗糖酶、过氧化氢酶)进行研究,并采用纯培养方法对纳米银和银离子暴露下的大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)凋亡情况进行检测,对纳米银释放的银离子毒性进行评估。结果表明,随着纳米银剂量的增加,土壤可培养微生物数量显著减少,脲酶和过氧化氢酶活性降低,蔗糖酶、荧光素二乙酸酯水解酶(FDA酶)活性没有显著变化;银离子处理中微生物数量明显减少,但土壤酶活性被激活。10 mg·L~(-1)纳米银暴露1 h后大肠杆菌、金黄色葡萄球菌凋亡率、死亡率增高;随着培养时间的延长,纳米银缓慢释放银离子,并促进大肠杆菌的凋亡。综上分析,纳米银能够抑制土壤可培养微生物生长和酶活性,其中脲酶、过氧化氢酶对纳米银较为敏感,蔗糖酶、FDA酶受纳米银的影响较小;纳米银的毒性一方面是其本身的特异抗菌性,也有部分来自缓慢释放的银离子。     

降脂理肝汤对高脂饮食诱导的非酒精性脂肪肝大鼠肠道微生物及酶活性的影响

为了解降脂理肝汤对非酒精性脂肪肝病(NAFLD)大鼠肠道微生物及其酶活性的影响,建立高脂饮食诱导的NAFLD大鼠模型,以降脂理肝汤治疗4周后,分析比较体重、肝重、肝指数、肠道菌群数和酶活.结果显示,模型组大鼠体重、肝重和肝指数明显高于正常组(P0.01),肠道细菌总数、大肠杆菌和乳酸菌数量明显多于正常组(P0.05),肠道木聚糖酶、淀粉酶和蛋白酶活性高于正常组(P0.05);降脂理肝汤显著降低NAFLD大鼠体重、肝重和肝指数(P0.05),并且能抑制肠道细菌的生长,抑制大肠杆菌和乳酸菌的生长(P0.05),使细菌总数和乳酸菌数量恢复至正常组水平(P0.05).此外,降脂理肝汤还能抑制NAFLD大鼠肠道木聚糖酶、淀粉酶和蛋白酶活性(P0.05),使其恢复到正常组水平(P0.05).综上表明降脂理肝汤能调整NAFLD大鼠肠道菌群种群,改善高脂饮食诱导的NAFLD,结果可为该方的临床应用提供科学依据.(图3表2参18)     

代森锰锌类农药对生姜种植地土壤酶活性及微生物群落结构的影响

研究了代森锰锌类农药克菌宝(15%)、深蓝(60%)和活根菌灭(80%)对生姜(Zingiber Officinale Roscoe)种植地土壤酶(脲酶、脱氢酶、磷酸酶和蛋白酶)活性和土壤微生物群落结构的影响,以期为评价代森锰锌的合理使用及环境修复提供一定的理论参考依据。结果表明,施用克菌宝的农田土壤在生姜旺盛生长期酸性磷酸酶活性提高了2.3%;深蓝能显著抑制旺盛生长期土壤酸性磷酸酶和蛋白酶活性(P0.05),抑制率分别为24.2%和40.0%,但这两种酶的活性在生姜收获期均有所恢复;活根菌灭在收获期可显著降低土壤酸性磷酸酶和脲酶活性(P0.05),土壤酶活性的抑制率与一定范围内(0.96 g·m~(-2))的农药施用量呈正相关,但当施用量超过一定阈值(0.72 g·m~(-2))后抑制率降低。3种农药对土壤酶活性抑制作用的强弱顺序为深蓝活根菌灭克菌宝;DGGE图谱的土壤微生物丰富度和Shannon-Wiener指数分析结果表明,土壤微生物的丰富度和多样性高低顺序为克菌宝深蓝活根菌灭,这与相应农药的土壤酶活性高低情况不一致,说明土壤细菌群落结构与土壤酶活性不是单一的线性关系。细菌16S r RNA基因的聚类分析表明细菌群落结构受到农药的影响,并与其施用量呈正相关。     

肠道微生物受环境污染的影响及其对宿主疾病的调控作用

宿主肠道内存在的大量微生物与其健康状况直接相关,这些微生物是人和动物健康成长不可或缺的。肠道微生物通过多种途径调节人体生理功能的同时也受到人体内外环境的影响。因此,分析建立肠道微生物、相关疾病的产生原因和作用机制以及环境影响因子之间的联系具有重要意义。本文首先针对肠道微生物对人体的物质与能量代谢、先天和获得性免疫、胃肠道功能等方面的影响进行综述。然后重点分析了近年来有关肠道微生物对环境污染所致健康效应的影响及作用机制的研究进展。以期加深肠道微生物与人类健康之间相互作用机理的理解,并为环境毒理学与肠道微生物之间关系的研究提供新的思路。     

不同水稻品种对镉积累的差异及其与镉亚细胞分布的关系

采用土培试验,以籽粒Cd低积累水稻品种(越冬稻和R1088)和籽粒Cd高积累水稻品种(IR34582和太粳558)为试验材料,研究成熟期水稻在Cd0(不加Cd)、Cd5(5 mg·kg~(-1))和Cd25(25 mg·kg~(-1))胁迫下,Cd在水稻各组织中的积累差异及其与Cd亚细胞分布的关系,为培育Cd低积累水稻品种和水稻安全生产提供科学依据。结果表明:(1) Cd胁迫下,约65%～83%的Cd积累于根系,低积累品种根系Cd含量显著高于高积累品种,而地上部却相反;(2)高积累品种往地上部转运Cd的效率以及地上部各组织往籽粒转运Cd的效率均显著高于低积累品种;(3) Cd胁迫下,低积累品种根中细胞壁(F1)、细胞器(F2)、细胞膜(F3)和可溶部分(F4)中Cd含量显著高于高积累品种,而茎、叶鞘和叶中却相反;(4)低积累品种根和茎中F1中Cd分配比例均显著高于高积累品种,而F4中Cd分配比例却相反;在叶鞘和叶中,F1、F4中Cd分配比例在不同品种之间无显著差异。(5) Cd胁迫下,TF_(根-茎)和TF_(茎-糙米)均与F1中Cd分配比例成显著负相关关系,而与F4中Cd分配比例成显著正相关关系。综上,高积累品种往地上部转运Cd的能力强于低积累品种;低积累品种根和茎中细胞壁限制了Cd的迁移;而高积累品种根和茎中可溶部分在Cd从根部向上以及从茎向籽粒转运过程中起着重要作用。     

DG-DGGE分析除臭生物滤池微生物多样性及富集后的种群结构差异

以细菌的通用引物PCR扩增16SrRNA基因的V3可变区,结合应用双梯度变性梯度凝胶电泳(DGDGGE)技术分析除臭生物滤池中不同空间层次的微生物种群的基因多样性,以及富集前后的微生物种群结构变化,初步了解可培养细菌的情况,并回收主要的DNA片段进行序列分析.结果表明,在滤池的不同层次上呈现出明显的空间分布多样性差异,并且培养前后及不同培养基富集培养的微生物种群的多样性及特异性有很大的差别.序列比对显示,硫氧化细菌在除臭过程中占有优势地位,为进一步的菌种分离提供有益的指导,也为更好地处理恶臭气体提供可靠的科学支持.图4表2参18