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不同食性亲本的遗传物质可影响其杂交子代肠道微生物的结构
日期:2018-11-20 浏览次数:683

    肠道微生物对宿主的营养代谢、免疫、生长发育具有重要作用。宿主的个体发育和饮食是影响肠道菌群结构的主要因素,然而,目前缺乏合适的模型来探究亲本的遗传物质是否会影响子代肠道菌群的结构。湖南师范大学刘少军教授团队以草食性的团头鲂(Megalobrama amblycephala,BSB,2n = 48)和肉食性的翘嘴红鲌(Culter alburnus,TC,2n = 48)为亲本进行了正交和反交实验,成功获得了鲂鲌品系和鲌鲂品系,为探究亲本的遗传物质是否影响子代肠道微生物的结构提供了理想的模型。在本研究中,该团队首先发现鲂鲌F1、鲌鲂F1与两亲本的肠道特征(结构,比肠长,比肠重,单位长度肠质量,与肠道长度相关的Zihler指数)具有显著性差异,杂交子代肠道特征处于双亲之间并偏向于团头鲂,而与翘嘴红鲌有显著性差异(P<0.05)。然后利用高通量测序技术对肠道微生物的16S rRNA基因V3~V4区域进行了测序和分析。结果显示:1)在遗传因子作用下(肠道特征),肠道微生物与宿主的遗传因子成正相关;2)杂交子代的肠道菌群结构(组成和丰度)与团头鲂接近(P> 0.05),而与翘嘴红鲌有显著性差异(P <0.05),如优势菌群FusobacteriaProteobacteria在鲂鲌F1和鲌鲂F1子代肠道中的比例分别为67.09%60.58%,均接近于团头鲂中的比例(61.58%)(P>0.05),但显著低于翘嘴红鲌(97.76%)(P<0.05);3)Aeromonas、Clostridium等产纤维素消化酶的菌群在子代中的比例也接近于团头鲂(P>0.05),显著高于翘嘴红鲌中的比例(P<0.05),同时杂交子代肠道内容物中检测到的纤维素酶酶含量也是类似结果。这些结果表明,不同食性亲本的遗传物质(基因组相互作用)能够影响其杂交子代肠道结构和肠道微生物的组成。该研究为宿主遗传物质可影响肠道微生物的结构提供了新见解,并为深入研究肠道微菌群与宿主的代谢奠定了基础。

    该研究成果近日以“Genetic effects on the gut microbiota assemblages of hybrid fish from parents with different feeding habits”为题,发表在Frontiers in microbiology上。该文第一作者为李武辉博士,通讯作者为刘少军教授。
图. 团头鲂、翘嘴红鲌及其正反杂交子代肠道微生物比较分析
AB微生物多样性显示子代肠道菌群的多样性与亲本团头鲂接近而与翘嘴红鲌有显著差异;
C宿主肠道微生物与宿主遗传因子成正相关
D肠道消化酶酶含量显示子代肠道中纤维素酶酶含量与亲本团头鲂接近而与翘嘴红鲌有显著差异;
E优势菌群比较分析显示子代肠道微生物的组成和丰富与亲本团头鲂接近而与翘嘴红鲌有显著差异
 
 

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