菌群差异影响因素分析
微生物菌群与不同自然环境、人为制造的环境、人体健康与疾病等生理环境之间都存在着一定的相互关系,了解不同的影响因素调控的微生物群落多样性,对改善环境、预防疾病的发生、治疗各种疾病都具有重要的意义。
以16S rRNA基因、18S rRNA基因、ITS序列为基础,应用分子生物学技术NGS高通量测序(454 FLX+,illumina HiSeq,MySeq等)分析土壤、水源等不同环境;肠道、口腔、皮肤、鼻咽、口咽等不同人体部位微生物多样性,通过生物信息学分析,找到不同菌群差异间的影响因素。
研究现状:
1、Congcong Shen等对长白山不同海拔高度,分布有不同植被的土壤微生物进行分析,研究菌落组成的差异及这种差异产生的影响因素与微生物群落之间的相互关系。得到结论,pH能更好的预测不同海拔高度细菌分布,植被类型可能通过改变C/N来间接影响不同海拔高度细菌的分布情况。
对不同海拔高度微生物群落的CCA(Canonical correspondence analysis)分析,得到不同海拔高度样本中微生物群落受环境因子(土壤pH、海拔高度、碳氮比、总有机碳、降雨量)影响的差异。
2、 Sizhong Yang等研究沿中俄原油管的永冻层土壤中细菌的群落分析。
PCA分析和NMDS分析:PCA分析显示不同位点的微生物群落组成不同。NMDS分析表明上面冻融层土壤的微生物群落在某种程度上与环境参数总有机碳、总氮、总磷、含水量相关。
3、S. Bougouffaa等对红海裂口处Atlantis II和Discovery两个地点纵剖面的微生物群落和影响环境因子进行全面的分析。研究发现最深的对流层处细胞密度低,但是微生物多样性极高,丰度很低。令人惊奇的是盐分高的海水处的细胞数量显著高于覆深海水,而他们的微生物多样性却是极低的。细菌和古细菌随海水纵剖面主要微生物类群发生改变。虽然最底层的对流层海水中,温度和重金属离子的浓度都各不相同,但是却存在着一些有趣的相似的微生物类群。多变量分析显示,温度和盐度是影响微生物群落的主要因素。
Distinctive Microbial Community Structure in Highly Stratified Deep-Sea Brine Water Columns
S. Bougouffaa, J. K. Yanga, O. O. Leea, Y. Wanga, Z. Batangb, A. Al-Suwailemb and P. Y. Qiana
Applied and Environmental Microbiology,June 2013 Volume 79 Number 11
采用RDA分析环境因子与细菌和古细菌之间的关系
4、Tingting Wang等采用454测序技术研究结直肠癌(CRC)患者与正常人群肠道微生物的菌落组成差异。并结合real-time PCR对相关基因进行分析,最终确定丁酸盐产生菌的减少和一些致病微生物的增加使得CRC患者肠道微生物菌落的失衡。
对CRC患者与正常人样本在98%相似水平上OTU的相对丰度进行RDA分析,找到健康人群与CRC疾病患者相关的微生物类群,进行分析与CRC疾病相关的主要微生物类群。有48个OTU可以作一个关键变量与CRC患者和正常人肠道微生物结构差异存在显著相关性。