近年来生物"多样性与稳定性"理论是河流生态学关注的热点之一.为探究河流底栖动物多样性与群落稳定性的分布模式及其驱动因子,于2021年8月,基于环境DNA技术对黄河流域济南段山区河流进行生物监测.根据土地利用类型,将该山区河流分为低干扰区、中干扰区和高干扰区,分析不同干扰区环境因子、底栖动物多样性及群落稳定性的分布特征,并识别其影响要素.研究结果表明:①环境因子中电导率(EC)、总氮(TN)和硝态氮(NO3--N)均值呈现出高干扰区＞中干扰区＞低干扰区的趋势.②Margalef丰富度指数(d)、Pielou均匀度指数(J)、群落稳定性指数(ICV)和凝聚力指数(|负凝聚力|/正凝聚力)均在中干扰区最高.③氨氮(NH3-N)和生物群落组成变化分别与d(r=0.67,P＜0.05)和物种丰度S(r=0.52,P＜0.05)具有显著正相关关系.④结构方程模型分析发现,EC、NH3-N和NO3--N是显著影响底栖动物群落稳定性的关键环境因子;S和d是显著影响底栖动物群落稳定性的关键生物因子.其中,EC、NH3-N和d有利于群落趋于稳定;高浓度的NO3--N和较低的S虽然不利于群落稳定,但会促进群落的种间竞争关系.研究揭示了生物与非生物因子对河流底栖动物多样性及其群落稳定性的作用机制,可为今后河流生态系统健康管理提供重要参考.

泛基因组是指特定物种或类群全部进化枝的所有基因组信息的总和.泛基因组研究通过序列比较和分析,构建非冗余集合体,以识别核心基因组和可变基因组,从而了解物种或种群中基因的丰富性、基因家族的扩张与收缩、水平基因转移等现象,为探究和理解物种内的遗传多样性和基因组进化提供了新的视角和工具.本文对泛基因组的概念、研究策略及其应用进展进行了综述,以期为中学一线教师进行基因工程相关内容教学提供前沿拓展素材.

目的 评估亚洲璃眼蜱在普氏野马分布区域传播疾病的潜在风险,研究雌、雄蜱在宏基因组水平的特征并进行病原体分析.方法 2022年4月,在新疆卡拉麦里山有蹄类自然保护区使用"守株待蜱"法采集硬蜱,利用体视镜进行形态学鉴定,提取48只蜱(雌、雄各24只)DNA,PCR扩增线粒体细胞色素C氧化酶第1亚基(COⅠ)序列进行分子生物学鉴定.将雌、雄亚洲璃眼蜱分组进行宏基因组测序,非冗余基因集与非冗余蛋白(NR)数据库进行比对,分析蜱携带的微生物群落组成;与京都基因与基因组百科全书(KEGG)数据库和抗生素抗性基因数据库(ARDB)进行比对,获取蜱及蜱传病原体的基因功能注释结果以及抗生素抗性功能注释结果.数据的比较采用t检验分析.结果 共采集硬蜱124只,经形态学鉴定亚洲璃眼蜱成虫119只.硬蜱DNA扩增出约700 bp的阳性条带,经测序与亚洲璃眼蜱(GenBank:MH459386.1)的序列一致性为99％～100％.宏基因组测序经质控过滤共获得469 327 812条序列读长,开放阅读框预测得到836 843～1 094 994条序列.NR数据库比对结果显示,亚洲璃眼蜱携带的细菌菌落丰度占注释到的总群落丰度的99.13％,共注释到细菌32门2 040种,变形菌门和放线菌门为优势菌门,分别占细菌群落丰度的51.52％和44.35％;嗜吞噬细胞无形体为优势菌种,占细菌群落丰度的16.35％.病毒菌落丰度占注释到的总群落丰度的0.004％,共注释到病毒5 门 21种.雌蜱和雄蜱携带的细菌群落和病毒群落的丰富度及多样性差异均无统计学意义(t=-1.180、-1.729,均P＞0.05).KEGG基因功能注释到亚洲璃眼蜱新陈代谢基因占比最高(54.38％),主要的功能条目为氨基酸代谢、碳水化合物代谢、膜转运等;共识别出11 352种蛋白通路,其中154种蛋白通路在雌蜱和雄蜱间的差异有统计学意义(t=-2.348,P＜0.05).ARDB注释到亚洲璃眼蜱携带154种抗生素抗性基因,包括49种抗性基因类型,主要抗性基因类型为Baca(占62.53％),抗生素类型为肝菌肽.大部分注释到的抗性基因与多重耐药相关,如Mexf、Mexb、Emrd、Mexw等.雌蜱和雄蜱在抗生素抗性基因类型的差异性对比结果显示,仅雌蜱的Emrd基因抗性高于雄蜱(t=-7.558,P＜0.05).结论 本研究在宏基因组水平上揭示了亚洲璃眼蜱携带的主要细菌、病毒群落及多重耐药相关的抗生素抗性基因,雌蜱及其携带的病原体具有较高的物种丰度和基因丰度.

目的:分析心房颤动（房颤）患者肠道菌群脂多糖合成功能的变化特点及其可能的作用。方法:本研究为前瞻性、横断面研究。选取2016年3月至2018年12月在首都医科大学附属北京朝阳医院住院的非瓣膜性房颤患者作为房颤组，并选取同期遗传背景匹配的体检者作为对照。收集所有研究对象的临床基线资料及粪便样本，提取肠道细菌DNA，采用Illumina novaseq进行宏基因组学测序。基于宏基因组学测序数据，分析脂多糖合成过程中的同源基因簇（KEGG orthology，KO）、合成酶的编码基因及含有这些酶基因的细菌的丰度。基于LASSO分析，筛选与房颤相关的参与脂多糖合成的关键因子，并采用受试者工作特征（ROC）曲线分析、中介分析和logistic回归分析评价其在房颤发病中可能的作用。结果:房颤组50例，年龄66.0（57.0，71.3）岁，男性32例（64%）。对照组50名，年龄55.0（50.5，57.5）岁，男性41例（82%）。有20个参与脂多糖合成的KO、7个脂多糖合成酶的编码基因和89个同时可编码9个脂多糖合成酶的肠道细菌在对照组与房颤组间存在差异。LASSO回归分析显示，有5个KO、3个酶基因及9个种层级物种被筛选为关键因子，其中富集在房颤组的因子包括：2个KO（K02851和K00972），3个酶基因（LpxH、LpxC和LpxK），7个种层级物种（ Intestinibacterbartlettii、 Ruminococcussp. JC304、 Coprococcuscatus、 unculturedEubacteriumsp.、 Eubacteriumsp. CAG：251、 Anaerostipeshadrus、 Dorealongicatena）。基于上述关键因子构建回归模型，ROC曲线分析示：KO、酶基因、物种分值识别房颤的曲线下面积（ AUC）和95% CI分别为0.957（0.918~0.995）、0.940（0.889~0.991）和0.972（0.948~0.997）。中介分析的结果显示，参与脂多糖合成的肠道细菌的变化可影响房颤发病，其中有35.17%是通过富集相应的KO所介导。多因素logistic回归分析结果显示，KO分值绝对值增大，房颤的发生风险增加（ OR值<0.001，95% CI：<0.001~0.021， P<0.001）。 结论:房颤患者肠道内富集了参与脂多糖合成的细菌，其通过编码脂多糖合成酶基因，使得房颤患者脂多糖合成功能有所上调。

RA是一种以慢性滑膜炎、骨质破坏为主要特征的全身性自身免疫性疾病，发病机制尚不明确。环状RNA（circular RNAs，CircRNAs）是一类内源性共价闭环结构的非编码RNA，广泛存在于真核细胞中，具有不易被RNA酶水解、细胞或组织特异性表达、不同物种间的进化保守和结构稳定等特征，在多种疾病的诊断和治疗中发挥着重要作用。本文综述了CircRNA的起源及其生物学功能、CircRNA在RA发病过程中的作用和机制等方面的研究进展，旨在为识别用于早期治疗的新的分子靶点及RA的精准靶向治疗提供新的思路。

目的:分析活动性肺结核患者与健康对照者肠道菌群在物种组成、丰度上的差异，识别并评估特定菌群作为生物标志物区分两组人群的潜能。方法:以2017年9月至2019年9月在四川、江苏、上海3个市区级结核病定点医疗机构收治的活动性肺结核患者88例为病例组，其中男65例，女20例，年龄（44.2±15.7）岁。同期在当地体检人群中招募无结核病史的健康人62名为对照组，其中男33名，女29名，年龄（41.4±11.9）岁。采用16S rRNA基因测序技术检测两组人群的粪便样本，分析两组研究对象肠道菌群的多样性差异，以及门和属水平上的物种组成和丰度差异，采用随机森林方法构建预测模型，探索特定菌群是否可以作为区分结核病患者和健康人群的生物标志物。结果:α多样性分析结果表明，病例组肠道菌群物种丰富度和均匀度低于对照组，差异有统计学意义（ P<0.001），两组人群的肠道菌群整体构成差异有统计学意义（基于Bray-Curtis距离， P<0.001）。与对照组相比，病例组肠道菌群中机会致病菌相对富集，而部分产生短链脂肪酸的有益菌丰度较少，由毛螺菌属（ Lachnospira）、毛螺菌科ND3007组（ Lachnospiraceae ND3007 group）、罗斯拜瑞菌属（ Roseburia）3个菌属训练的随机森林分类器判别两组人群的准确率为76.67%，曲线下面积（AUC）=75.29%（95% CI：0.661~0.845）。 结论:活动性肺结核患者与健康人群的肠道菌群存在差异，特定菌群有作为生物标志物区分两组人群的潜能。

目的:研究胎膜早破孕妇阴道菌群特征，找出相关细菌种类，通过功能预测探索细菌与胎膜早破交联的相关功能通路，并建立以阴道菌群特征为基础的预测模型。方法:基于孕妇队列，纳入35例未足月胎膜早破、180例足月胎膜早破和255例胎膜未早破足月分娩(对照组)孕妇。使用16S rRNA基因二代测序技术检测孕妇在妊娠16~28周时的阴道样本V3~V4高变区序列。分析并比较3组孕妇之间Alpha多样性、Beta多样性，识别物种属性和代谢功能预测的差异。随后采用随机森林模型纳入阴道菌群物种以及危险因素，建立胎膜早破发生的预测模型。结果:未足月胎膜早破组与对照组相比，Alpha多样性更高(Observed features, P＝0.022；Faith_pd指数， P＝0.024)，Beta多样性也有显著差异(Unweighted-UniFrac， P＝0.010；Jaccard指数， P＝0.008)。未足月胎膜早破孕妇中，巨型球菌Ⅰ型转化菌种显著增多( P＝0.017)，穆氏乳杆菌显著减少( P＝0.003)。而足月胎膜早破孕妇中，巨型球菌属显著增多( P＝0.009)，穆氏乳杆菌显著减少( P＝0.002)。功能预测方面，嗜酸菌的硫氧化途径( P＝0.021)、乙酸产甲烷途径( P＝0.036)、L-组氨酸合成途径( P＝0.009)、腺苷钴胺素合成途径( P＝0.041)和海藻糖代谢途径( P＝0.001)这5种功能在未足月胎膜早破孕妇中显著增加，而L-组氨酸合成途径( P<0.001)和海藻糖代谢途径( P＝0.030)在足月胎膜早破孕妇中显著增加。通过随机森林模型纳入阴道菌群物种以及危险因素建立预测模型，未足月胎膜早破预测模型的表现较好[AUC值为0.739(95%CI：0.609~0.869)，灵敏度0.928，特异度0.659，阳性预测值0.750，阴性预测值0.906]，具有一定的参考价值。 结论:阴道菌群特征可能与胎膜早破的发生发展有关，阴道细菌差异的研究可能成为防治胎膜早破的新思路，功能预测为胎膜早破发生发展机制的研究方向提供了参考借鉴，预测模型可以预防未足月胎膜早破的发生，促进母婴健康。

目的:分析学龄肥胖儿童和正常体重儿童肠道菌群多样性差异，识别肥胖儿童肠道特征菌属，为后续相关机制研究和学龄儿童肥胖的防治提供依据。方法:基于2016年在上海市嘉定区某小学建立的研究队列人群，将2016-2018年3年均处肥胖状态的儿童共63名纳入肥胖组，其中男生43名，女生20名。在3年均为正常体重的儿童中，根据年龄、性别和所在班级，将其与肥胖组儿童进行1∶1匹配，共选择63名纳入对照组。采用问卷收集儿童基本信息、饮食状况、母乳喂养等情况，收集两组儿童的粪便样本并进行16S rDNA测序。对质量优化后的测序序列按照97%相似性进行可操作分类单元聚类及物种注释。分析肥胖组和对照组儿童肠道菌群多样性及菌属丰度差异。计算肠道菌群的Ace、Chao1、Shannon、Simpson 4种α多样性指数，并利用主坐标分析，在非加权Unifrac距离和加权Unifrac距离的基础上表示β多样性。使用相似性分析（ANOSIM）比较两组β多样性的差异。利用STAMP软件挑选出两组儿童共有菌属中的差异细菌，并利用广义线性模型（GLM）分析肥胖与α多样性以及显著差异菌属的关联。结果:肥胖组的Ace和Chao1指数低于对照组，差异有统计学意义（ P值分别为0.026和0.039），Shannon和Simpson指数差异无统计学意义（ P值分别为0.879和0.922）。ANOSIM分析结果显示，两组儿童肠道菌群差异有统计学意义（ R>0），但是组别贡献不显著（非加权Unifrac距离： R=0.006， P=0.223；加权Unifrac距离： R=0.010， P=0.134）。在肥胖组的特有菌属中，普雷沃菌属（ Prevotella）和八叠球菌属（ Sarcina）的相对丰度较高。STAMP分析结果显示，共有菌属中，15个菌属的相对丰度在两组儿童中差异有统计学意义（ P<0.05）。GLM分析结果显示，在调整年龄、性别、SBP、饮食频次、近一周内抗生素使用情况、分娩方式、母乳喂养时间后，与对照组儿童相比，肥胖组的Ace指数和阿克曼菌属（ Akkermansia muciniphila）的相对丰度显著较低，粪球菌属（ Coprococcus_3）、瘤胃球菌属（ Ruminococcus）、不动杆菌属（ Agathobacter）、柯林斯菌属（ Collinsella）的相对丰度较高。根据性别分层之后，在肥胖男生中，发现Chao1指数低于正常体重男生。但是，在肥胖女生中，仅发现粪球菌属高于正常体重女生。 结论:与正常体重儿童相比，肥胖儿童肠道菌群α多样性较低、优势益生菌属相对丰度较低，但是与代谢紊乱、炎症促进、胆固醇降低有关的菌属相对丰度较高。

目的:探讨褪黑素（melatonin，MEL）对氟暴露子代大鼠学习记忆能力的影响及肠道菌群在其中的作用。方法:选取12只8周龄SD大鼠（雌鼠8只、雄鼠4只），体质量为180 ~ 220 g，采用随机数字表法分为对照组1和染氟组1，每组6只（雌∶雄= 2 ∶ 1），分别自由饮用纯净水和含100 mg/L氟化钠的纯净水。2个月后雌雄大鼠合笼饲养，将子代大鼠出生后（postnatal day，PND）第1天记为PND0。于PND21，采用成组设计将染氟组1子代大鼠分为染氟组（F组， n = 6）和染氟+ MEL组（FM组， n = 6），并继续饮水氟暴露；对照组1子代大鼠分为对照组（C组， n = 6）和MEL组（ n = 6）。FM和MEL组给予20 mg/kg MEL灌胃，C和F组给予相同剂量生理盐水灌胃。于PND60，采用新事物识别实验和水迷宫实验观察子代大鼠学习记忆能力，蛋白质印迹法（Western blot，WB）检测子代大鼠海马组织脑源性神经营养因子（brain derived neurotrophic factor，BDNF）蛋白表达水平；并采用16S rDNA测序技术检测粪便样本中肠道菌群结构和组成变化情况。 结果:新事物识别实验结果显示，4组子代大鼠鉴别指数（discrimination index，DI）比较，差异有统计学意义（ F = 3.95， P = 0.024），C、FM组DI均高于F组（均 P < 0.05）。水迷宫实验结果显示，与C组比较，F组子代大鼠穿越平台次数较少，首次到达平台时间较长（均 P < 0.05）；与F组比较，FM组子代大鼠穿越平台次数较多，首次到达平台时间较短（均 P < 0.05）。WB结果显示，与C组（1.00 ± 0.07）比较，F组BDNF蛋白表达水平（0.68 ± 0.26）较低（ P < 0.05）；与F组比较，FM组BDNF蛋白表达水平（0.99 ± 0.14）较高（ P < 0.05）。Anosim相似性分析显示，4组子代大鼠肠道菌群结构和组成存在显著差异（ R = 0.395 062， P = 0.002）。肠道菌群物种分布特征结果显示，门水平上，与C组比较，F组拟杆菌门相对丰度从14.26%升至37.00%，厚壁菌门相对丰度从68.78%降至45.95%；与F组比较，FM组厚壁菌门相对丰度从45.95%升至65.26%，拟杆菌门相对丰度从37.00%降至23.00%。属水平上，与C组比较，F组乳杆菌属、杜氏菌属、HT002、UCG-005的相对丰度均较低，未分类的 Muribaculaceae属相对丰度较高；与F组比较，FM组乳杆菌属、杜氏菌属、HT002、UCG-005的相对丰度均较高，未分类的 Muribaculaceae属相对丰度较低。线性判别分析结果显示，候选单胞生糖菌属、毛螺菌属显著富集于C组，未分类的 Muribaculaceae属、 Muribaculum属显著富集于F组，异根瘤菌-新根瘤菌-副根瘤菌-根瘤菌属显著富集于FM组。 结论:MEL可以改善氟暴露所致的子代大鼠学习记忆能力损伤，可能与改变肠道菌群结构和组成有关。

核苷酸结合寡聚结构域1(NOD1)是核苷酸结合寡聚结构域样受体(NLRs)中的一种，它作为一种模式识别受体，能够识别微生物物种之间的保守结构，这种保守结构即病原相关分子模式(PAMPs)。某些PAMPs能够与NOD1结合，激活相应通路，从而引起炎症反应，诱发天然免疫。NOD1的激活在多种疾病中发挥着重要作用，本文就其在AP中的作用进行综述。