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古生菌
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古生菌/2014年/文章

研究文章|开放获取

体积 2014年 |文章的ID 547908年 | https://doi.org/10.1155/2014/547908

勇苏,Gaorui扁、中国朱Hauke Smidt, Weiyun朱, ”产甲烷早期殖民梅山和约克郡仔猪的粪便由焦磷酸测序分析”,古生菌, 卷。2014年, 文章的ID547908年, 10 页面, 2014年。 https://doi.org/10.1155/2014/547908

产甲烷早期殖民梅山和约克郡仔猪的粪便由焦磷酸测序分析

勇苏,1 Gaorui扁,1 中国朱,1 Hauke Smidt,2 和 Weiyun朱1

1胃肠道微生物学实验室、大学动物科技、南京农业大学、南京210095年,中国

2瓦赫宁根大学微生物学实验室,Dreijenplein 10瓦赫宁根6703 HB,荷兰

学术编辑器:渡边Morikawa
收到了 2013年9月21日
接受 2013年12月18日
发表 2014年1月06

文摘

单胃的动物的肠道产甲烷古菌被认为是与能量代谢和脂肪沉积相关的主机;然而,发展小猪仔的信息是有限的。因此,探讨早期产甲烷殖民在梅山的粪便和约克郡小猪,小猪收集的粪便样本,出生后3、7、14天,并用于分析产甲烷社区16 s rRNA基因焦磷酸测序。结果表明,产甲烷的多样性社区新生儿粪便的小猪下降从一个14天的年龄,总产烷生物的数量增加。小猪的时代,但不是这个品种,显著影响产甲烷的多样性社区主导的属Methanobrevibacter。年龄从1到14天的,丰富的m . smithii相关操作分类单位(辣子鸡)显著增加,而丰富的m . thaueri- - -m . millerae有关的辣子鸡显著下降。的替换m . smithii为M . thaueri / M。millerae在约克郡更快比梅山小猪小猪。这些结果表明,早期建立微生物群在新生儿小猪伴随着戏剧性的变化在产甲烷社区,这猪不同基因型之间的变化有所不同。

1。介绍

产甲烷古菌广泛存在于胃肠道(GI)的许多脊椎动物和无脊椎动物(1- - - - - -3]。产甲烷菌可以使用氢和其他化合物如甲酸、甲醇,醋酸,作为电子给体的生产甲烷。甲烷的形成不仅导致全球变暖的温室气体,但它也代表了一个动物的能量损失(4]。最近,产甲烷古菌在肠道的单胃的动物,包括人类,集中研究了因为肠道产甲烷菌被认为是与能量代谢和脂肪沉积相关的主机5]。此外,产甲烷菌产生的甲烷可能发挥重要作用在几个肠道疾病的发病机制,包括结肠癌、炎症性肠病、肠易激综合症,憩室病(6]。到目前为止,只有有限的报道在猪肠道产甲烷菌。基于热点16 s rRNA (rRNA)基因克隆库分析,产甲烷菌属Methanobrevibacter被发现是主要在猪的粪便7,8]。

新生动物的胃肠道微生物群的发展起着至关重要的作用的肠道功能和先天免疫系统(9- - - - - -12]。婴儿肠道生态系统经历了一个戏剧性的从本质上是无菌状态转换到非常密集的殖民化,以建立一个成人微生物群落(13,14]。在成年动物的肠道微生物群相比,新生儿更变量和更不稳定的微生物群。脆弱的生态系统不仅是一种新生儿肠道疾病风险,但是它也有一个长期影响以后生活健康(15- - - - - -17]。比较新生儿动物和人类的肠道细菌群落已被深入研究,信息肠道产甲烷的社区新生儿单胃的动物比如猪仍然是有限的。

梅山和约克郡犬是典型的肥胖和苗条的猪,分别;因此,他们的能量代谢可能是独特的。人们已经发现,肥胖梅山猪港口相对更高的数字厚壁菌门和较低的数量拟杆菌门相比,精益品种(18]。此外,最近的一项研究表明,猪瘦肉长白猪怀有更大的产甲烷菌的多样性和较高的产烷生物的数量mcrA比肥胖基因拷贝Erhualian猪(8]。然而,目前尚不清楚肠道产甲烷菌的不同组成各种猪品种与早期产甲烷新生仔猪的殖民化。因此,本研究的目的是调查的发展产甲烷古菌新生儿梅山和约克郡仔猪的粪便通过使用高通量焦磷酸测序扩增16 s rRNA菌进行基因分析。

2。材料和方法

2.1。收集粪便样本

本研究通过南京农业大学动物保健和使用委员会。所有的梅山和约克夏猪在江苏省的一个商业农场长大,中国。候选人母猪与类似的预定发货日期选择品种和肌内注射cloprostenol (0.2 mg播种)早上10点在怀孕113天,以确保同期发生的交付。四阴道交付窝小猪(10 - 12小猪每胎)为每个猪品种,交付同期发生的两小时内终于在这项研究中使用。同样的饮食是梅山和约克郡母猪根据制定的国家研究委员会的营养需求。小猪的新鲜粪便收集1、3、7和14天的年龄和立即存放在−28°C进行进一步的分子分析。

2.2。DNA提取、PCR扩增

总基因组DNA分离粪便样本使用商用粪便DNA提取工具,根据制造商的指示(QIAamp DNA凳子迷你工具:试剂盒、希尔登,德国)。中提取DNA的浓度决定使用NanoDrop 1000分光光度计(热科学Inc .威尔明顿,美国)。

分析产甲烷的分类组成社区,古生菌特殊引物(Arch344F 5′acg GGG YGC AGC gg公司治理文化GA-3′, 5′Arch915R -GTG CTC CCC公司治理文化创新艺人经纪公司TTC CT-3′)针对V3-V6地区的16 s rRNA基因选择的PCR扩增和随后的焦磷酸测序产品(19,20.]。pcr进行了一式三份50µL反应10µL 5倍反应缓冲区,50 ng的DNA,每个引物的0.4毫米,0.5 U Pfu聚合酶(TransStart-FastPfu DNA聚合酶,TransGen生物技术)、核苷酸和2.5毫米。扩增程序由一个初始变性步骤2分钟的95°C。其次是30个周期,一个周期是30年代的95°C(变性),58°C 90年代(退火),30年代72°C(扩展),和最后一个扩展72°C的5分钟。PCR产品呈现在琼脂糖凝胶含有溴化乙锭在此种缓冲(2%),和纯化DNA凝胶萃取设备(Axygen,中国)。

2.3。焦磷酸测序和生物信息学

排序之前,每个PCR产物的DNA浓度确定使用Quant-iT PicoGreen双链DNA化验(英杰公司、德国)和质量受控于2100年一个安捷伦生物分析仪(美国安捷伦)。扩增子焦磷酸测序了454年结束使用/罗氏在罗氏基因组测序引物工具包音序器GS-FLX钛平台在Majorbio Bio-Pharm科技有限公司有限公司,上海,中国。

扩增片段能减弱和两端标记菌进行结扎适配器包含一个独特的10个基点序列(样本条形码序列)和短4-nucleotide序列(TCAG)称为排序键,由系统软件和认可的启动序列。焦磷酸测序读都扔进垃圾箱根据条形码和引物序列。由此产生的序列进一步筛选和过滤质量。序列长度短于200个基点,包含模糊字符,包含在两个引物不匹配,或含有单核苷酸重复超过6元被移除。评估样本中细菌多样性比较的方式,随机选择,2564 -序列(序列的32个样本)的最低数量从每个样本子集使用“对齐对齐。seq”命令并与席尔瓦热点数据库(108年席尔瓦版本)。对齐序列进一步削减和冗余读取使用先后被淘汰”屏幕。seq”、“过滤器。seq”和“独一无二的。seq”命令。“妄想。杀手”命令是用于确定嵌合序列。" dist。seqs” command was performed, and unique sequences were clustered into operational taxonomic units (OTUs) defined by 97% similarity [21)使用CD-HIT-OUT程序(22]。我们也计算了覆盖率百分比使用良好的方法23],abundance-based覆盖率估计量(ACE), bias-corrected曹国伟丰富性估计量,香农和辛普森多样性指数。一个热图是使用自定义生成的Perl脚本。所有的分析都使用MOTHUR程序执行(http://www.mothur.org/)[24]。主坐标分析(PCoA)进行了基于加权UniFrac距离(25]。

2.4。系统发育分析

序列的辣子鸡丰度高于0.1%,总读派生和用于构建系统发育树。同源性搜索基因库DNA数据库的进一步执行爆炸搜索。OTUs-related物种序列从基因库中检索数据库。多重序列比对进行使用ClustalX1.81 [26]。系统发育分析大型3.1软件包。构造了一个拔起种系发生树使用neighbour-joining方法(27]。

2.5。产甲烷古菌的实时PCR定量

定量PCR进行应用生物系统公司7300实时PCR系统(ABI)使用绿色SYBR荧光染料。反应混合物(25 L)是12.5 L智商SYBR绿色Supermix (Bio-Rad), 0.2 5,每个引物组 L模板DNA。DNA的数量在每个样本一式三份,决定和平均值计算。古生菌特殊引物拱344 f (19])和Arch806 [28)被用来量化16 s rRNA基因的热点产甲烷菌在下列条件:最初在95°C DNA变性步骤10分钟,其次是40变性的周期为15秒95°C,引物退火和延伸60°C 1分钟。纯培养的细胞的DNA米。smithii作为标准。结果表示为16 S rRNA基因副本的数量每克粪便。

2.6。统计分析

猪品种和年龄的影响成分的产甲烷古社区检测的意义使用双向方差分析(方差分析)计划在社会科学统计软件包(SPSS17.0)。显著差异时宣布 。

3所示。结果

3.1。焦磷酸测序分析的指标

所有32个样本,从338年165 132 138 quality-trimmed序列读取被归类为古生菌。quality-trimmed序列的平均长度是483个基点。MOTHUR策划产生的稀疏曲线读取的数量对辣子鸡的数量表明,使用2564读/样本(最小数量的序列通过所有质量控制措施在所有样本)最后分析足够的曲线往往接近饱和高原(图1)。


图1
稀疏曲线比较阅读的数量和phylotypes的数量(辣子鸡)16 s rRNA基因中发现图书馆从粪便产甲烷菌的梅山和约克郡小猪。M:梅山小猪;Y:约克郡小猪;1、3、7、14岁代表的1、3、7、14天。
3.2。多样性

报道,辣子鸡,物种丰富度的统计估计为每个组3%的遗传距离展示在表1。小猪的年龄显著影响(香农和辛普森)物种多样性指数和丰富估计(ACE和曹国伟)粪便产甲烷古社区( );猪品种之间没有显著差异。在这两个品种,小猪怀有更高的粪便产甲烷菌的多样性在1和3天的年龄比7和14天( )。
品种 年龄(d) 辣子鸡 王牌 曹国伟 香农 辛普森 报道
梅山 1 340.3 697.1 564.2 4.263 0.045 0.938
3 235.8 484.0 398.3 3.551 0.085 0.958
7 193.0 470.9 343.1 2.797 0.207 0.963
14 179.8 502.4 353.9 2.505 0.279 0.963
约克郡 1 412.3 783.4 658.4 4.732 0.029 0.928
3 427.0 791.1 689.4 4.789 0.028 0.924
7 160.3 416.8 277.8 2.311 0.326 0.968
14 126.0 434.9 272.0 1.764 0.419 0.972
扫描电镜2 137.7 250.95 214.0 1.297 0.168 0.023
效果(P值) 品种 0.184 0.409 0.307 0.664 0.185 0.236
年龄 0.000 0.048 0.001 0.000 0.000 0.001
品种×年龄 0.049 0.346 0.102 0.063 0.138 0.092
操作分类单位(辣子鸡)被定义为3%不同。覆盖率,丰富估计(ACE和曹国伟),和多样性指数计算(香农和辛普森)。
扫描电镜:标准错误的手段, 。
表1
Phylotype覆盖率和16 s rRNA基因的多样性评估图书馆从粪便产甲烷菌的梅山和约克郡小猪1。

3.3。分类组成

所有读取,99.91%是识别为类甲烷菌,而Thermoplasmatales由剩下的0.09%。内部类甲烷菌、家庭Methanobacteriaceae主导,由属Methanobrevibacter和Methanosphaera。一个很高的丰富的属Methanobrevibacter(95.01% - -100%)被发现在所有样本;因此,进一步分析了在物种(OTU)级别。

集群基于热点社会热图分析OTU级别的配置文件显示,大多数样本1和3天的小猪年龄分组在一起,分开的样本(图7和14天2)。此外,PCoA分析还显示,第一主坐标(P1),这可以解释44.0%的变异,分离的古细菌社区大部分的小猪在7和14天的样品小动物(图3)。


图2
双系统树图显示分布的产甲烷菌在梅山的粪便和约克郡小猪(OTU级别)。样品之间的关系确定使用布雷距离和完整的聚类方法。共有47个辣子鸡在总丰度高于0.3%的产甲烷菌被选作分析。热图情节描述了每个OTU(变量的相对丰度集群上设在)在每个样本(设在集群)。辣子鸡的相对价值进行描述的颜色强度的顶部的传奇人物。基于集群的所有样本的距离设在不同辣子鸡设在表示在图的顶部和左,分别。模拟:垃圾数量的约克郡小猪;情况:垃圾数量的梅山小猪。

图3
1 2 主坐标分析的加权UniFrac值在梅山的粪便产甲烷菌和约克郡小猪。样品标识符的数据是一样的和。

序列的辣子鸡相对丰度高于0.5%的总读和参考序列Methanobrevibacter种虫害被用于建设的系统发育树。所有的辣子鸡是属密切相关Methanobrevibacter(图4)。大多数的辣子鸡是分为两个集群M . smithii / M。woesei集群和米。thaueri / M。millerae集群。辣子鸡1、2、3、4、13、20日和28日是最密切相关的m . smithii,而辣子鸡5,6,7,8,9,14日,19日,29岁,30是最密切相关的米。thaueri。辣子鸡相对丰度高于0.1%的总读进一步用于相对丰度的显著性检验在不同组(表2)。辣子鸡影响猪繁殖或年龄主要是相关的m . smithii,米。thaueri,米。millerae( )。猪品种的相对丰度较大的影响m . smithii -和米。thaueri -相关的辣子鸡,和猪的年龄显著影响主要的相对丰度m . smithii- - - - - -,米。thaueri- - - - - -,米。millerae有关的辣子鸡( )(表3)。有趣的是,这是观察到的替换m . smithii为米。thaueri / M。millerae在约克郡发生的速度比梅山小猪小猪。序列最密切相关m . smithii岁成为主要的7天在约克郡的小猪,而这个物种为主的梅山只小猪从14天。在这两个品种,从第一天到14天,相对丰富的m . smithii -粪便中的相关辣子鸡显著增加,而的相对丰度米。thaueri -和米。millerae -相关的辣子鸡显著降低( )。
辣子鸡 约克郡 梅山 扫描电镜2 效果(P值) 最近的参考应变
D1 D3 D7 D14 D1 D3 D7 D14 品种 年龄 品种×年龄
OTU2 0.53 0.69 20.63 5.79 0.20 0.83 1.39 32.0 17.0 0.741 0.046 0.034 m . smithii
OTU6 6.89 1.20 0.09 0.00 10.16 0.68 3.41 0.08 5.07 0.293 0.001 0.679 m . thaueri
OTU7 3.19 1.31 0.03 0.00 9.87 3.92 2.97 0.26 4.50 0.024 0.012 0.392 m . thaueri
OTU10 3.64 1.57 0.02 0.00 6.14 3.22 1.60 0.10 3.23 0.157 0.011 0.860 m . woesei
OTU14 2.26 0.60 0.02 0.00 2.80 2.38 1.33 0.14 1.78 0.108 0.028 0.731 m . thaueri
OTU17 2.56 2.22 0.01 0.01 0.74 2.39 0.17 0.16 1.76 0.547 0.017 0.508 m . millerae
OTU19 2.12 0.45 0.00 0.00 2.52 1.51 1.19 0.11 1.37 0.097 0.004 0.738 m . thaueri
OTU20 0.20 0.64 3.26 2.57 0.20 0.03 0.12 0.22 1.88 0.015 0.204 0.217 m . smithii
OTU21 2.89 0.35 0.02 0.00 3.23 0.03 0.00 0.01 1.98 0.997 0.002 0.984 m . gottschalkii
OTU26 0.10 0.25 1.21 0.61 0.05 0.22 0.13 2.00 0.88 0.812 0.005 0.010 m . smithii
OTU27 1.49 1.49 0.08 0.01 0.98 0.19 0.24 0.02 1.03 0.223 0.049 0.403 m . alcaliphilum
OTU30 0.67 1.09 0.03 0.00 1.15 1.21 0.14 0.03 0.93 0.560 0.032 0.956 m . thaueri
OTU38 0.08 0.34 0.53 0.66 0.12 0.17 0.40 0.86 0.36 0.864 0.001 0.542 m . smithii
OTU39 0.03 0.19 0.55 1.00 0.03 0.12 0.41 0.52 0.53 0.324 0.026 0.756 m . smithii
OTU40 1.21 0.54 0.02 0.00 0.75 0.04 0.22 0.02 0.69 0.409 0.019 0.594 m . thaueri
OTU44 0.66 0.49 0.02 0.00 1.06 0.20 0.11 0.02 0.55 0.750 0.005 0.544 m . millerae
OTU48 0.15 0.34 0.53 0.40 0.06 0.09 0.16 0.61 0.28 0.134 0.010 0.083 m . millerae
OTU52 0.56 0.05 0.01 0.00 1.00 0.40 0.19 0.02 0.53 0.139 0.012 0.796 m . thaueri
OTU63 0.42 0.20 0.01 0.00 0.80 0.17 0.09 0.01 0.30 0.077 0.000 0.088 m . thaueri
OTU69 0.59 0.20 0.02 0.00 0.51 0.06 0.20 0.01 0.27 0.875 0.000 0.299 m . thaueri
OTU71 0.26 0.31 0.00 0.00 0.68 0.14 0.14 0.01 0.31 0.285 0.005 0.146 m . millerae
OTU73 0.08 0.13 0.60 0.35 0.01 0.08 0.03 0.25 0.27 0.016 0.038 0.067 m . smithii
OTU74 0.41 0.63 0.00 0.00 0.08 0.35 0.00 0.00 0.40 0.243 0.035 0.697 m . olleyae
OTU77 1.00 0.03 0.02 0.00 0.36 0.01 0.00 0.00 0.48 0.219 0.003 0.278 m . millerae
OTU78 0.38 0.15 0.02 0.00 0.51 0.09 0.20 0.02 0.23 0.263 0.000 0.487 m . thaueri
OTU82 0.28 0.14 0.01 0.00 0.33 0.07 0.40 0.05 0.21 0.075 0.010 0.047 m . thaueri
OTU85 0.25 0.13 0.00 0.00 0.39 0.35 0.10 0.02 0.26 0.175 0.047 0.862 m . thaueri
OTU86 0.17 0.16 0.02 0.00 0.44 0.16 0.29 0.00 0.20 0.024 0.010 0.153 m . thaueri
OTU88 0.33 0.04 0.00 0.00 0.49 0.20 0.12 0.00 0.25 0.143 0.002 0.845 m . thaueri
OTU91 0.67 0.07 0.00 0.00 0.33 0.00 0.04 0.01 0.35 0.399 0.006 0.572 m . millerae
OTU93 0.51 0.24 0.00 0.00 0.18 0.17 0.00 0.00 0.29 0.291 0.045 0.570 m . millerae
OTU103 0.04 0.04 0.17 0.32 0.02 0.04 0.10 0.21 0.15 0.277 0.002 0.821 m . smithii
OTU104 0.26 0.10 0.00 0.00 0.24 0.22 0.10 0.00 0.17 0.338 0.010 0.706 m . thaueri
OTU107 0.16 0.06 0.00 0.00 0.47 0.05 0.14 0.00 0.18 0.007 0.000 0.017 m . thaueri
OTU109 0.16 0.38 0.03 0.00 0.20 0.04 0.03 0.02 0.19 0.217 0.038 0.073 m . millerae
OTU110 0.22 0.18 0.04 0.00 0.27 0.08 0.04 0.02 0.17 0.892 0.018 0.786 m . millerae
辣子鸡:丰度是影响猪品种、年龄、品种和年龄之间的交互这个表所示。
扫描电镜:标准错误的手段, 。
表2
相对丰度的主要辣子鸡(百分比)16 s rRNA基因库从粪便产甲烷菌的梅山和约克郡小猪1。
品种 年龄(d) 在产甲烷菌总量相对丰富
m . smithii -相关的辣子鸡 m . thaueri -相关的辣子鸡 m . millerae -相关的辣子鸡 m . olleyae -相关OTU
梅山 1 1.81 61.11 18.43 1.67
3 8.13 26.79 23.68 26.25
7 26.28 57.54 7.29 0.000
14 78.51 7.52 6.99 0.000
约克郡 1 3.68 33.01 27.72 10.25
3 16.89 18.95 24.87 5.35
7 88.41 0.79 3.74 0.13
14 94.27 0.02 0.85 0.000
扫描电镜1 41.67 31.78 16.06 14.53
效果(P值) 品种 0.003 0.010 0.969 0.521
年龄 0.000 0.020 0.009 0.081
品种×年龄 0.017 0.198 0.715 0.173
扫描电镜:标准错误的手段, 。
表3
相对丰度(百分比)m . smithii -,m . thaueri -,m . millerae -,m . olleyae有关的辣子鸡16 s rRNA基因库从粪便产甲烷菌的梅山和约克郡小猪。

图4
Methanobrevibacter 拔起的种系发生树种虫害参考菌株和主要辣子鸡、梅山库从粪便产甲烷菌的约克郡的小猪。参考栏显示1%的序列不同。

3.4。量化的16 s rRNA产甲烷古菌的基因副本

16 s rRNA的绝对数字基因拷贝的产甲烷古菌在仔猪的粪便和实时PCR检测(图确定5)。猪的品种并不影响粪便产烷生物的数量;然而,在这两个品种,小猪的样本之间的显著差异被发现在不同的年龄。粪便产烷生物的数量16 s rRNA基因副本发现在7和14天的小猪明显高于那些在1和3天( )。


图5
实时PCR定量16 s rRNA基因拷贝的产甲烷古菌在梅山和约克郡仔猪的粪便。,。

4所示。讨论

自雷等人发现肠道微生物群与能量代谢相关的主机,肠道微生物群的作用在宿主的代谢受到更多的关注(29日]。虽然许多研究都集中在两个主要的细菌组(厚壁菌门和拟杆菌门)在肠道的动物,它是一个无菌小鼠模型所示,产甲烷菌也发挥重要作用在能量代谢和脂肪沉积(30.]。与产甲烷菌的潜在角色在主机的能量代谢和脂肪沉积,在猪肠道产甲烷社区的多样性和结构没有很好理解。

使用16 s rRNA基于基因技术研究表明,主要的物种在反刍动物属于属Methanobrevibacter(31日,32]。最近,一位产甲烷古16 s rRNA基因文库构建了猪的粪便中克隆主要是分为三个集群Methanobrevibacter,Methanosphaera,一群不文明的古菌(7]。在我们之前的研究中,属Methanobrevibacter还发现在粪便中的主导Erhualian猪和长白猪(8),这与本研究的结果是一致的在约克郡和梅山小猪。然而,产甲烷属Methanobrevibacter就更难发现在目前的研究中,这表明其他产甲烷菌的定殖可能发生比的殖民化以后吗Methanobrevibacterspp。

迄今为止,人类肠道中的产甲烷菌的多样性被认为是有限的几个物种其中m . smithii被认为是甲烷的主要生产国(33]。此外,它已被证明m . smithii浓度在精益厌食症患者高于人口(34]。有报道称,从肥胖者耗尽在肠道微生物群m . smithii(35]。这些结果表明,m . smithii可能在主机能量代谢起着重要的作用。同样,这是观察到的丰富m . smithii -相关的辣子鸡在产甲烷16 s rRNA精益长白猪猪的基因文库明显高于在肥胖Erhualian猪(8]。在目前的研究中,我们发现m . smithii在两品种的粪便逐渐成为主要在第一次出生后两周。此外,的主导地位m . smithii精益的约克郡仔猪发生早于肥胖梅山小猪,这证实了以前的发现精益动物和人类可能含有更多m . smithii在他们的肠道比肥胖。

新生儿微生物群的组成和多样性是可变的和脆弱的早期生活,直到建立一个稳定的生态系统。兼性厌氧菌,如肠杆菌科,enterococci、链球菌和葡萄球菌,已报告的主要在婴儿肠道菌群(第一周36,37),因为他们可以在含氧的肠道中生存。氧消化,厌氧微生物,如瘤胃球菌属、拟杆菌属,双歧杆菌属,逐渐茁壮成长14,38,39]。越来越多样性在细菌社区也观察到在新生仔猪肠道微生物群的发展(40]。与细菌社区相比,我们发现粪便产甲烷的梅山社区的多样性指数和约克郡小猪减少从1天到14天,这表明在新生儿仔猪肠道产甲烷菌的殖民化是相互选择的结果在产甲烷菌和主机之间。这个结果也符合先前发现的产甲烷菌多样性的人类和动物肠道被认为是单胃的有限的几个物种。

在目前的研究中,虽然产烷生物的多样性与新生仔猪的年龄人口减少,产甲烷菌的数量显著增加,达到109每克粪便16 s rRNA基因的拷贝,这是类似于值观察生长猪的粪便和哺乳仔猪断奶前(8]。结合多样性和分类组合的结果,这个结果表明,社区建立一个稳定的产甲烷的仔猪的肠道年龄14天。

有趣的是,我们发现,从第一天到14天,大量的m . smithii -相关辣子鸡粪便显著增加,而丰富的米。thaueri -和米。millerae -相关的辣子鸡显著降低。结果发现,米。thaueri -和米。millerae -相关辣子鸡主导产甲烷16 S rRNA基因文库的粪便梅山和约克郡仔猪出生后三天。虽然这两个物种可能会发现后肠的猪8,41),m . smithii是最丰富的物种在先前的研究7,8]。在肠道,m . smithii将H2、有限公司2甲酸,CH4使用碳作为终端电子受体。相比之下,m . thaueri从H只生长并产生甲烷2和有限公司2不会增加或者产生甲烷和甲酸,乙酸甲醇、三甲胺、甲醇与H2(41]。考虑到潜在的作用m . smithii在能量代谢,这个结果表明的替换m . smithii为其他Methanobrevibacter种虫害可能重要的肠道微生物生态系统。我们发现这替换更快地发生在约克郡比在梅山小猪小猪。仍需要进一步的研究来理解这种差异是否与这两个品种的不同表型有关。

新生儿的微生物群主要从母亲的阴道,皮肤,粪便(42,43]。此外,饮食成分被认为是影响肠道微生物群的主要因素。据报道,Erhualian梅山(类似品种)母猪有更高浓度的牛奶乳糖的牛奶蛋白含量和脂肪低但相比西方传统品种(44),这可能是一个存在的可能的原因米。thaueri和米。millerae新生仔猪的粪便中丰度相对较高。还需要进一步的研究来揭示其潜在作用,新生仔猪的肠道。

5。结论

总之,目前的研究表明,产甲烷社区在梅山和约克郡新生儿仔猪的粪便是主要由属的成员Methanobrevibacter,由m . smithii,米。thaueri,米。millerae。产甲烷社区的结构是影响仔猪的时代;然而,猪品种也可能影响不同的替代Methanobrevibacterspp。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

这项研究已经收到资金从中国的国家基础研究计划(2012 cb124705),中国国家自然科学基金(30810103909),中央大学的基础研究基金(KYZ201153),欧盟第七框架计划(fp7/2007 - 2013)根据授权协议。227549年,中欧科技合作基础(1008)。

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