【摘 要】
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哺乳动物的肠道微生物群落调节并参与了其宿主的多种生理功能,在宿主对环境的适应上起着重要作用。高海拔环境作为地球上的极端环境之一对人类及动物的生存提供了严酷的挑战,在适应高海拔环境的过程中肠道微生物可能也参其中。然而,目前关于野生高海拔非人灵长类肠道微生物的研究却较为缺乏。了解高海拔非人灵长类肠道微生物的特点有助理解其对高海拔的适应机制以便对高海拔灵长类进行更合理的保护;同时由于非人灵长类与人的亲缘
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哺乳动物的肠道微生物群落调节并参与了其宿主的多种生理功能,在宿主对环境的适应上起着重要作用。高海拔环境作为地球上的极端环境之一对人类及动物的生存提供了严酷的挑战,在适应高海拔环境的过程中肠道微生物可能也参其中。然而,目前关于野生高海拔非人灵长类肠道微生物的研究却较为缺乏。了解高海拔非人灵长类肠道微生物的特点有助理解其对高海拔的适应机制以便对高海拔灵长类进行更合理的保护;同时由于非人灵长类与人的亲缘关系较近也可以为人类高海拔医学相关研究提供一定参考。本项研究采用猕猴作为研究对象,以粪便样本代表其肠道中微生物的组成,收集5个高海拔(大于3000m)种群和3个低海拔种群(低于500m)组成共计75个样品。通过hiseq平台对猕猴粪便样本中细菌16S r RNA基因的v3-v4区段进行扩增测序,通过生物信息学分析,获得了以下结果:1、通过对比高低海拔种群肠道微生物群落差异揭示高海拔猕猴肠道微生物组成结构特点。通过alpha多样性分析我们发现与低海拔种群相比高海拔种群在丰富度和均匀度水平上均呈现出较高的多样性。对Beta多样性的统计分析发现高低海拔猕猴拥有显著不同的肠道微生物群落结构。2、统计学检验显示高低海拔猕猴肠道微生物在组成上也存在着显著差异,例如在门水平上高海拔猕猴肠道群落中丰度最高的细菌门是厚壁菌门(Firmicutes)而在低海拔则是拟杆菌门(Bacteroidetes)占主导地位。在科水平上,高海拔以瘤胃菌科(Ruminococcaceae)为主,低海拔则以普氏菌(Prevotellaceae)为主。此外一些低丰度的科例如克里斯滕森菌(Christensenellaceae)和理研菌科(Rikenellaceae)在所有高海拔种群中均显著的高于低海拔;而低海拔种群中韦荣球菌科(Veillonellaceae)则均多于所有高海拔种群。3、对核心OTU的重叠状况分析发现高低海拔猕猴肠道微生物的核心菌群只有65%的重叠,意味着不同海拔猕猴的核心菌群存在着较大程度的分化。4、通过PICRUSt功能预测我们发现高低海拔种群间微生物的35种功能基因拷贝数存在着显著差异,其中存在差异的基因大部分(35个差异基因中的29个)在高海拔种群拥有更多的拷贝量。这些结果表明,高海拔猕猴和低海拔猕猴肠道微生物群落在多样性,组成和功能上均存在着显著差异,这些差异可能是由于宿主食性,环境温度和氧气含量的不同所导致的,这种青藏高原猕猴特殊的肠道微生物群落可能在猕猴高海拔适应性进化的过程中起着重要作用。
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