2018-09-20
正文
近期，派森诺生物与华中农业大学合作，在《Microbial Pathogenesis》（影响因子2.332）发表论文，通过研究鸡肠道菌群微生物，探索鸡肠道菌群微生物的多样性和组成与其胫骨软骨发育不全的关系。
研究背景
对于肉鸡，胫骨软骨发育不全（TD）是严重的营养和代谢疾病之一，其特征在于胫骨生长板（TGP）的发育不良。在患病肉鸡的胫骨生长板的再生产区域中只能发现很少的血管，缺乏血管导致软骨细胞骨化异常，最终导致TD的发生。TD的发病率约占家禽发病率的15-30％，这对中国家禽业造成了重大损失。
目前的研究表明，TD的发生和血管生成障碍有直接关系，但是它的病因尚不清楚。本文从创新的视角，从鸡肠道菌群入手，研究菌群微生物的多样性和组成与TD的关系。
研究目的
研究健康鸡和TD鸡的肠道菌群微生物的多样性和组成，探索肠道菌群与TD的关系。
研究方法
测序技术：Illumina MiSeq高通量测序平台
测序模式：微生物组细菌16S rRNA基因V3-V4区测序
实验对象：40只肉鸡的小肠和大肠
实验设计：对40只一日龄的肉鸡进行培养。将其中20只鸡作为实验组，采用福美双诱导其出现TD。另外20只鸡作为对照组正常培养。培养18天之后，分别收集其小肠和大肠的内容物用于高通量测序。
组名 | 样本 |
C-S | 健康组小肠 |
TD-S | TD组小肠 |
C-L | 健康组大肠 |
TD-L | TD组大肠 |
研究结果
1、鸡肠道菌群的多样性分析
通过OTU聚类和物种组成分析发现，与TD鸡相比，健康鸡肠道中微生物种类更多。
2、健康组和TD组肠道微生物组成分析
在门水平上，健康组小肠内容物中优势菌群为Firmicutes（83.9%）和Protebacteria（13.8%），TD组优势菌群为Firmicutes（95.8%）和Protebacteria（3.3%）。健康组大肠内容物中的优势菌群为Bacteroidetes（55.3%）和Firmicutes（43.0%），TD组优势菌群为Bacteroidetes（52.7%）和Firmicutes（42.6%）。在属水平上，健康组小肠内容物中优势菌群为Lactobacillus（35.7%），Candidatus arthromitus（28.3%）和Peptostreptococcaceae（16.3%），TD组优势菌群为Candidatus arthromitus（42.9%），Lactobacillus（34.7%）和Peptostreptococcaceae（15.4%）。健康组大肠内容物中的优势菌群为Bacteroides（30.9%），Barnesiellaceae（21.5%）和Lactobacillus（16.4%），TD组优势菌群为Barnesiellaceae（28.7%），Bacteroides（20.6%）和Ruminococcaceae（10.4%）。
3、分别在门和属水平上比较健康组和TD组鸡的肠道细菌群落
分析结果显示，对于小肠内容物，在门水平上，健康组和TD组之间的细菌群落没有显著差异。在属水平上，TD组的小肠内Eggerthella属和Dorea属菌群丰度明显高于健康组。对于大肠内容物，在门水平上，Proteobacteria门有显著差异，在属水平上，Lactococcus 和Sutterlla属有显著差异。
4、肠道菌群代谢功能预测
通过PICRUSt，将鸡肠道样品的16S rRNA基因测序数据与代谢功能已知的Greengenes数据库进行比较，我们发现功能特征是膜转运（12.61%），碳水化合物代谢（10.80%），复制和修复（9.29%），氨基酸代谢（8.91%）和翻译（5.95%）。与健康鸡的肠道菌群相比，TD鸡的细胞运动功能特征在小肠和大肠内容均有显着差异，但其他功能特征未出现显著差异。
总结
本研究比较了健康鸡和TD鸡之间的肠道微生物菌群，探讨了肠道菌群多样性和组成的差异，并对健康鸡和TD鸡肠道菌群进行了代谢功能预测分析。结果表明，TD鸡肠道内容物中微生物多样性较高。同时，一些与免疫和炎症相关的细菌在TD鸡的肠道内容物中也发现失调，这可能影响胫骨生长板的血管生成，并在此后诱导TD的发生。
本研究的测序和数据分析工作由上海派森诺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.
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0882401018301979
