2018-09-20
正文
近期，派森諾生物與華中農業大學合作，在《Microbial Pathogenesis》（影響因子2.332）發表論文，通過研究雞腸道菌群微生物，探索雞腸道菌群微生物的多樣性和組成與其脛骨軟骨發育不全的關系。
研究背景
對于肉雞，脛骨軟骨發育不全（TD）是嚴重的營養和代謝疾病之一，其特征在于脛骨生長板（TGP）的發育不良。在患病肉雞的脛骨生長板的再生產區域中只能發現很少的血管，缺乏血管導致軟骨細胞骨化異常，最終導致TD的發生。TD的發病率約占家禽發病率的15-30％，這對中國家禽業造成了重大損失。
目前的研究表明，TD的發生和血管生成障礙有直接關系，但是它的病因尚不清楚。本文從創新的視角，從雞腸道菌群入手，研究菌群微生物的多樣性和組成與TD的關系。
研究目的
研究健康雞和TD雞的腸道菌群微生物的多樣性和組成，探索腸道菌群與TD的關系。
研究方法
測序技術：Illumina MiSeq高通量測序平臺
測序模式：微生物組細菌16S rRNA基因V3-V4區測序
實驗對象：40只肉雞的小腸和大腸
實驗設計：對40只一日齡的肉雞進行培養。將其中20只雞作為實驗組，采用福美雙誘導其出現TD。另外20只雞作為對照組正常培養。培養18天之后，分別收集其小腸和大腸的內容物用于高通量測序。
組名 | 樣本 |
C-S | 健康組小腸 |
TD-S | TD組小腸 |
C-L | 健康組大腸 |
TD-L | TD組大腸 |
研究結果
1、雞腸道菌群的多樣性分析
通過OTU聚類和物種組成分析發現，與TD雞相比，健康雞腸道中微生物種類更多。
2、健康組和TD組腸道微生物組成分析
在門水平上，健康組小腸內容物中優勢菌群為Firmicutes（83.9%）和Protebacteria（13.8%），TD組優勢菌群為Firmicutes（95.8%）和Protebacteria（3.3%）。健康組大腸內容物中的優勢菌群為Bacteroidetes（55.3%）和Firmicutes（43.0%），TD組優勢菌群為Bacteroidetes（52.7%）和Firmicutes（42.6%）。在屬水平上，健康組小腸內容物中優勢菌群為Lactobacillus（35.7%），Candidatus arthromitus（28.3%）和Peptostreptococcaceae（16.3%），TD組優勢菌群為Candidatus arthromitus（42.9%），Lactobacillus（34.7%）和Peptostreptococcaceae（15.4%）。健康組大腸內容物中的優勢菌群為Bacteroides（30.9%），Barnesiellaceae（21.5%）和Lactobacillus（16.4%），TD組優勢菌群為Barnesiellaceae（28.7%），Bacteroides（20.6%）和Ruminococcaceae（10.4%）。
3、分別在門和屬水平上比較健康組和TD組雞的腸道細菌群落
分析結果顯示，對于小腸內容物，在門水平上，健康組和TD組之間的細菌群落沒有顯著差異。在屬水平上，TD組的小腸內Eggerthella屬和Dorea屬菌群豐度明顯高于健康組。對于大腸內容物，在門水平上，Proteobacteria門有顯著差異，在屬水平上，Lactococcus 和Sutterlla屬有顯著差異。
4、腸道菌群代謝功能預測
通過PICRUSt，將雞腸道樣品的16S rRNA基因測序數據與代謝功能已知的Greengenes數據庫進行比較，我們發現功能特征是膜轉運（12.61%），碳水化合物代謝（10.80%），復制和修復（9.29%），氨基酸代謝（8.91%）和翻譯（5.95%）。與健康雞的腸道菌群相比，TD雞的細胞運動功能特征在小腸和大腸內容均有顯著差異，但其他功能特征未出現顯著差異。
總結
本研究比較了健康雞和TD雞之間的腸道微生物菌群，探討了腸道菌群多樣性和組成的差異，并對健康雞和TD雞腸道菌群進行了代謝功能預測分析。結果表明，TD雞腸道內容物中微生物多樣性較高。同時，一些與免疫和炎癥相關的細菌在TD雞的腸道內容物中也發現失調，這可能影響脛骨生長板的血管生成，并在此后誘導TD的發生。
本研究的測序和數據分析工作由上海派森諾生物科技股份有限公司完成。
文章索引：Tong X, Rehman M U, Huang S, et al. Comparative analysis of gut microbial community in healthy and tibial dyschondroplasia affected chickens by high throughput sequencing[J]. Microb Pathog, 2018, 118:133-139.
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0882401018301979
