科研 | FRONT MICROBIOL:圈养和野生东方白鹳肠道菌群比较分析:对保护生物学的启示(国人佳作)

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科研 | FRONT MICROBIOL:圈养和野生东方白鹳肠道菌群比较分析:对保护生物学的启示(国人佳作)

2021-06-18 09:29 来源: 健康界

4 β多样性分析和菌群结构使用基于Bray-Curtis距离的系统树分析两种繁殖环境下样品间的关系(图3A)。系统树表明天津动物园的东方白鹳肠道菌群聚集在一起,天津七里海湿地的样品聚集在一起。为了评估24份样品的β多样性,PCoA用来描述Z组和W组的相似性或差异性(图3B,图3)。每个符号代表在PCoA图上一个样品的菌群组成,当考虑肠道菌群相对丰度时,大部分粪便样品被PCoA分析分成两个组。与聚类分析一致,基于加权与未加权UniFrac指数,Z组聚集在一起并与W组分离。这两个组倾向于分别聚集在一起,这表明每一组内有独特的微生物菌群。使用加权UniFrac指数,在变异量最大的主坐标轴1(PC1)将Z组的细菌群落与W组分离(图3B)。使用未加权UniFrac指数,24份样品的细菌群落沿PC1变化最大(图3C)。相似性分析(ANOSIM)证实了这一种聚类模式和未加权的UniFrac显示出更清晰的群落分组(ANOSIM,R = 0.71)。两组间微生物组成在门分类水平(ANOSIM,R = 0.5621,p = 0.001)和属分类水平(ANOSIM,R = 0.6196,p = 0.001)有显著性差异。分析两组间的独特菌群和共享的菌群。维恩图展示了24份样品共享1,299个核心细菌OTUs和独特的OTUs分别在Z组中有256个和在W组中有839个。两组东方白鹳的肠道菌群有一些相似性。5大丰度最高的核心菌属分别为厚壁菌门、变形菌门、放线菌门、绿弯菌门(Chloroflexi)和拟杆菌门(Bacteroidetes),而5大丰度最高的核心菌属为Paeniclostridium、乳杆菌属、消化链球菌属、Clostridium_sensu_stricto_1和放线菌属。接下来,LEfSE分析被用来发现两组东方白鹳肠道菌群中不同的OTUs(图4A)。LEfSE分析分别在Z组和W组中发现10个和20个差异微生物类群(LDA > 4.0; 图4A)。进化分支图展示了24份粪便样品在各分类水平上的核心细菌种类均存在显著差异。在门分类水平上,厚壁菌门的丰度在Z组中显著高于W组,而拟杆菌门的丰度在W组中显著高于Z组(p < 0.001;图4B)。在属分类水平上,Paeniclostridium在Z组中的丰度显著高于W组(p < 0.01;图4C)。基于高通量测序,共计预测了296个KOs和42个KEGG代谢途径,并被注释到次级KEGG途径。次级KEGG途径与肠道微生物类群相关包括细胞过程、代谢和遗传信息处理,这表明肠道菌群差异对东方白鹳代谢有很重要的影响(图5)。

图3 肠道菌群聚类分析和PCoA分析。(A)Z组和W组肠道微生物进化的聚类分析。通过Mothur软件基于Bray–Curtis距离生成了肠道菌群树。(B)基于东方白鹳肠道菌群加权UniFrac指数的PCoA分析。(C)基于东方白鹳肠道菌群未加权UniFrac指数的PCoA分析。

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