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:探讨氧化苦参碱对结直肠癌小鼠肠道菌群的影响及其对小鼠结直肠癌作用的相关微生物机制。方法:将16只5周龄BALB/c雄性小鼠通过氧化偶氮甲烷（AOM）-葡聚糖硫酸钠（DSS）法建立小鼠原位结直肠肿瘤模型，采用分层抽样的方法分为对照组和氧化苦参碱干预组，每组8只；其中氧化苦参碱干预组于造模第5周开始接受10 mg/kg氧化苦参碱溶液隔日腹腔注射，对照组接受等量0.9% NaCl注射液腹腔注射，至造模第81天实验结束。自开始造模，每3 d测量1次小鼠体质量。于处死前收集小鼠粪便，进行微生物及16S核糖体DNA（rDNA）高通量测序。观察结直肠肿瘤数，取肿瘤组织，采用苏木精-伊红（HE）染色判断肿瘤分化程度，计算各分化级别肿瘤组织灶占总肿瘤组织灶的比例；免疫组织化学法检测Ki-67表达情况。结果:实验后期（造模第49天至第81天），对照组小鼠体质量低于氧化苦参碱干预组[造模第81天体质量：（22.9±0.5）g比（24.0±0.5）g， t=2.187， P<0.05]，实验结束时，氧化苦参碱干预组肠道肿瘤数少于对照组[（8.5±1.2）个比（12.0±1.2）个， t=2.824， P<0.05]；氧化苦参碱干预组小鼠肠道高分化肿瘤灶占比高于对照组[（62.5±3.7）%比（25.0±2.6）%]，Ki-67表达评分低于对照组[（3.2±1.0）分比（6.0±1.0）分， t=2.668， P<0.05]。在门水平，氧化苦参碱干预组小鼠肠道中厚壁菌门、变形菌门丰度高于对照组（均 P<0.05），拟杆菌门丰度低于对照组（ P=0.037）。在属水平，氧化苦参碱干预组norank_f__桑科菌丰度高于对照组（ P=0.001），拟杆菌属、臭气杆菌属、副细菌属、异波菌属丰度低于对照组（均 P<0.05）。 结论:氧化苦参碱可能通过调节小鼠肠道菌群维持肠道菌群稳定，从而降低肠道肿瘤的发生率，延缓肿瘤进展。

低甲烷排放转基因水稻是实现水稻低碳生产的理想材料.土壤微生物驱动了稻田甲烷的产生,低甲烷排放转基因水稻土壤微生物群落组成的变化不仅影响稻田甲烷排放,也关系到土壤微生态系统的稳定性.通过对细菌16S rRNA基因、真菌ITS基因的高通量测序及mcrA、nifH、amoA和nirS等功能基因的荧光定量PCR,分析了低甲烷排放转基因水稻(86R27-3)与野生型水稻(MH86)土壤微生物群落间的差异.结果显示:稻田土壤细菌群落的α-多样性指数在86R27-3与MH86间无明显差异,且仅在水稻分蘖期86R27-3的土壤真菌群落多样性指数Shannon、Simpson及均匀度指数Pielou_e显著高于MH86(P＜0.05);β-多样性分析表明土壤细菌或真菌群落组成在86R27-3与MH86间均没有显著差异;但在水稻齐穗期:86R27-3 土壤的放线菌门(Actinobacteria)、罗泽真菌门(Rozellomycota)的相对丰度显著高于MH86(P＜0.05),而酸杆菌门(Acidibacteria)、子囊菌门(Ascomycota)的相对丰度显著低于MH86(P＜0.05);土壤微生物群落功能预测显示,86R27-3 土壤氮、硫和锰代谢细菌功能群丰度显著低于MH86(P＜0.05),如分蘖期的土壤硝酸盐还原、硝酸盐呼吸、硫代硫酸盐呼吸及硫呼吸,齐穗期和成熟期的好氧亚硝酸盐氧化及成熟期的锰氧化等;与MH86相比,86R27-3的土壤真菌功能群丰度有减有增,如在水稻不同生育期内的其未定义腐生物银耳目、嗜热囊菌科、镰刀菌属及韦斯特氏菌功能群丰度显著降低(P＜0.05),而其分蘖期的动物内共生体腐生生物毕赤酵母属和未定义腐生物马勃科功能群丰度显著提高(P＜0.05).定量PCR分析表明86R27-3 土壤中的产甲烷细菌mcrA基因丰度显著低于MH86(P＜0.05),同时,土壤固氮菌nifH基因、氨氧化细菌amoA基因及反硝化细菌nirS基因的丰度在86R27-3土壤中也显著降低(P＜0.05).综上所述,低甲烷排放转基因水稻(86R27-3)对土壤细菌或真菌的群落组成没有影响,但可引起主要细菌或真菌种类的相对丰度及某些细菌或真菌功能群丰度发生变化,并显著降低了稻田土壤微生物功能基因丰度.

目的 探讨二甲双胍对结直肠癌的抑制作用及相关机制.方法 在体外培养小鼠结肠癌细胞系MC38和人结肠癌细胞系SW480,同时在体内使用氧化偶氮甲烷(AOM)与葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导的结直肠癌小鼠模型,使用二甲双胍进行干预,通过CCK-8、细胞凋亡试验、Western blotting、苏木精-伊红(HE)染色、免疫组织化学检测、酶联免疫吸附试验(ELISA)、粪便16S rDNA测序来分析二甲双胍是否可抑制结直肠癌的发生、发展,并阐明其机制.结果 不同浓度的二甲双胍分别处理MC38细胞和SW480细胞24 h可在镜下看到,随着二甲双胍浓度的增加,肿瘤细胞数量明显减少.CCK-8法检测结果表明,随着二甲双胍浓度的增加,两种结直肠癌细胞细胞活性率受到抑制.两种结直肠癌细胞加入0、20 mmol/L二甲双胍的细胞凋亡率比较,差异有统计学意义(P＜0.05).Western blotting结果可见,二甲双胍干预可抑制COX-2蛋白的表达,且随着浓度的增加,COX-2蛋白表达呈药物剂量依赖性减低.两种结直肠癌细胞添加不同浓度二甲双胍后PGE2蛋白水平比较,差异有统计学意义(P＜0.05).AOM+DSS组较NaCl组肿瘤数量增多、体积增大、结肠长度缩短(P＜0.05),AOM + DSS + Met组较Nacl组结肠肿瘤数量增多、体积增大、结肠长度缩短(P＜0.05),AOM + DSS + Met组较AOM + DSS组结肠肿瘤数量减少、肿瘤体积减小(P＜0.05).AOM+DSS+Met组PGE2蛋白水平较AOM + DSS组低,但高于NaCl组和Met组(P＜0.05).AOM + DSS + Met组Sobs指数、Shannon指数较AOM + DSS组高(P＜0.05).各组放线菌门、变形菌门、髌骨细菌门、内脏臭气杆菌属、普雷沃菌属、双歧杆菌属、粪厌氧棒杆菌属、埃希氏-志贺氏菌属群落丰度比较,差异有统计学意义(P＜0.05).结论 在体内外二甲双胍均可以通过下调COX-2/PGE2/STAT3途径抑制结直肠癌的发生、发展,且二甲双胍可以促使结直肠癌模型小鼠的肠道菌群向对照组小鼠肠道菌群改变.

揭示热带木本豆科与樟科植物的叶内生细菌群落的物种与代谢功能群组成差异及其驱动因子有助于理解热带森林的植物适应性和生物多样性维持机制.本研究采用Illumina Miseq测序平台检测海南尖峰岭热带山地雨林中豆科与樟科植物叶内生细菌,并采用FAPROTAX微生物地球化学循环代谢功能数据库注解内生细菌功能.从豆科植物的长脐红豆(Ormosia balansae)、软荚红豆(O.semicastrata)与樟科植物的厚壳桂(Cryptocarya chinensis)、硬壳桂(C.chingii)共4种植物检测到叶内生细菌可操作分类单元(operational taxonomic units,OTUs)达1,123个,隶属于21门36纲51目92科160属,其中有600个OTUs被鉴定为变形菌门,72个OTUs为酸杆菌门,分别占总细菌序列数的57.17％和15.12％;噬纤维菌目的薄层菌属(Hymnenobacter)及根瘤菌目的甲基杆菌属(Methylobacterium)的细菌物种最丰富,分别达37和27个OTUs.叶内生细菌物种组成在豆科与樟科植物之间存在显著差异(ANOSIM:R=0.5792,P=0.004).基于群落非参数性检验的环境向量拟合分析(environmental vector fitting,Envfit)结果表明,对叶内生细菌群落物种组成影响最大的是叶全钾含量(leaf potassium content,LKC)与比叶面积(specific leaf area,SLA).有明确分类信息且功能己注释的叶内生细菌OTUs占总OTU数的54.63％,涉及28类代谢功能群,其中固氮功能群、好氧化能异养功能群、纤维素分解功能群、甲醇氧化功能群、甲烷氧化功能群、尿素分解功能群等6类功能群的相对多度在非豆科的厚壳桂属(Cryptocarya)显著高于豆科的红豆属(Ormosia)植物.非度量多维尺度分析(non-metric multidimensional scaling,NMDS)结果表明,细菌代谢功能群主要受SLA和叶全磷含量(leaf phosphorus content,LPC)影响.尖峰岭热带山地雨林非豆科植物叶内生细菌群落中相对多度较高的碳、氮代谢功能群可能是其对低有效养分的土壤环境的适应性机制之一.

CH4气体具有极强的红外线吸收能力,单分子CH4造成的增温效应可以达到单分子 CO2的15~30倍,更是远远高于其他温室气体.地表甲烷氧化和释放对整个生态系统的物质循环和动态平衡意义重大,近年来科学家围绕土壤甲烷氧化细菌做了大量研究工作,取得进展的同时也存在诸多问题.以甲烷氧化菌为出发点,总结目前国内外关于土壤甲烷氧化的研究进展,重点介绍了甲烷氧化菌群落结构研究的各种分子生物学方法,旨在推进对土壤氧化甲烷菌作用机制的研究,完善引起温室效应的生物学因素,为进一步对地表土壤甲烷通量的分析和研究提供理论依据.

研究不同施肥措施对双季稻田甲烷(CH4)排放特征的影响及其微生物学机理,对合理利用及评价不同施肥模式对水稻生长的影响具有重要意义.以长期施肥定位试验田为平台,采用静态箱-气相色谱法对施用化肥(MF:mineral fertilizer alone)、秸秆还田配施化肥(RF:rice residues plus mineral fertilizer)、30％有机肥配施70％化肥(LOM:30％ organic matter plus 70％ mineral fertilizer)、60％有机肥配施40％化肥(HOM:60％ organic matter plus 40％ mineral fertilizer)和无肥(CK:without fertilizer)条件下双季稻田CH4排放及其微生物学机理进行了分析.结果表明,早稻和晚稻生长期,不同施肥处理稻田CH4排放通量均显著高于CK,表现为HOM＞LOM＞RF＞MF＞CK.各处理间CH4总排放量差异达显著水平,其大小顺序与排放通量趋势一致,以HOM处理为最高,比CK处理增加105.56％,其次是LOM和RF处理,分别比CK处理增加72.97％和54.17％.关键功能土壤微生物测定结果表明,早稻和晚稻各个主要生育时期,各处理稻田土壤产甲烷古菌的数量变化范围为(3.18-81.07)×103 cfu/g,土壤甲烷氧化细菌的数量变化范围为(24.82-379.72)×103 cfu/g.稻田土壤产甲烷古菌和甲烷氧化细菌数量大小顺序为HOM＞LOM＞RF＞MF＞CK,各施肥处理均显著高于CK;HOM、LOM、RF处理显著高于MF、CK处理.双季稻田CH4排放与稻田土壤产甲烷古菌、甲烷氧化细菌数量变化关系密切.采用有机无机肥配施促进了双季稻田生态系统CH4的排放和关键功能微生物的数量.

长期以来,白蚁对木质纤维素的降解能力令人惊叹,毫无疑问,其在全球碳循环中扮演着一个十分重要的角色.这一强大功能的实现极大地依赖于一种特别的肠道“消化液(digestome)”,它的构成不仅包括了来自白蚁自身产生的木质纤维素降解酶系统,还来源于独特与多样的肠道共生微生物的贡献(包括了古细菌、细菌、酵母以及其他真核生物),它们的协同作用能有效地将木质纤维素生物质高效转化为乙酸、甲烷、二氧化碳、氢气等物质.然而,到目前为止,我们对这类昆虫的独特肠道生物转化系统的认识还很不深入,特别是针对肠道内的那些各类共生微生物菌群的功能、白蚁与共生微生物间的相互关系、以及潜在的科学与应用价值还无法给予明确的科学解释,更不用说针对其肠道中的共生酵母菌群,一类通常被忽略的独特微生物.近20多年来,越来越多的研究证据表明,白蚁肠道共生酵母在与寄主的关系中表现了不可或缺的重要性与独特功能,已被证明广泛分布于不同白蚁及许多其他昆虫的肠道中.随着近20年来越来越多昆虫肠道共生微生物酵母群被发现和鉴定,他们潜在的功能以及与寄主的共生机制被逐步解析,这些研究结果进一步揭示了“隐身”的昆虫肠道酵母类微生物菌群与寄主的营养、关键生物质转化过程中的重要酶系统、转化过程中的关键中间产物的转化与利用、抵御外源性的重要病原物,甚至对白蚁种群繁衍的远缘交配等方面均可能发挥了重要和不可缺少的作用.本文将试图归纳相关研究的最新进展,系统总结与解析白蚁肠道来源共生酵母的重要科学价值及其在不同领域的潜在应用前景.

目的:探讨芪贞汤对结肠炎相关癌症(CAC)小鼠肠道细菌丰度及构成的影响,为其发挥抗癌作用提供理论依据.方法:采用氧化偶氮甲烷(AOM)联合葡聚糖硫酸钠(DSS)周期性诱导建立小鼠CAC模型,造模成功后,实验组小鼠用1.26g/kg芪贞汤冻干粉水溶液灌胃,模型组和正常组小鼠用无菌0.9％氯化钠溶液灌胃.治疗结束后提取小鼠肠道微生物总DNA,进行16S rDNA V4区测序,并取结肠进行HE染色进行病理评价.结果:①病理评价:模型组小鼠炎性反应病理评分得分3.7分显著高于实验组2.2分(P＜0.01);模型组小鼠非典型增生得分(2.8分)显著高于实验组(1.5分)(P＜0.01).②菌群测序结果:模型组小鼠肠道菌群丰度降低,芪贞汤治疗后,小鼠肠道菌群丰度提高,相似度上更接近于空白组;多样性检测结果可见实验组相对模型组更接近于空白组,但实验组与模型组之间差距并不显著;在菌群构成方面,模型组多为致病菌占优势地位,治疗组多为益生菌属.结论:芪贞汤可以通过增加益生菌抑制致病菌改善肠道菌群,而发挥抗癌作用.

[背景]反硝化厌氧甲烷氧化(Denitrifying anaerobic methane oxidation, DAMO)是以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体以甲烷为电子供体的厌氧氧化过程,对认识全球碳氮循环、削减温室气体排放和开发废水脱氮新技术等方面具有重要意义.[目的]认识以硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体的DAMO微生物富集过程和结果的差异性.[方法]在序批式反应器(Sequencing batch reaetor,SBR)内接种混合物,分别以硝酸盐和亚硝酸盐为电子受体连续培养800 d,定期检测反应器基质浓度变化、计算转化速率;利用16SrRNA基因系统发育分析研究功能微生物的多样性,利用实时荧光定量PCR技术定量测定功能微生物.[结果]以亚硝酸盐为电子受体的1、3号反应器富集到了DAMO细菌,未检测到DAMO古菌;以硝酸盐为电子受体的2号反应器富集到了DAMO细菌和古菌的混合物;3个反应器的脱氮速率经过初始低速期、快速提升期,最终达到稳定,但2号快速提升期开始时间比1、3号晚了80d左右,达到稳定的时间更长,稳定最大速率为1、3号的44.7％、40.3％.[结论]硝酸盐和亚硝酸盐对富集产物有决定性影响;以硝酸盐为电子受体富集得到的DAMO古菌和细菌协同体系可以长期稳定共存,DAMO古菌可能是协同体系中脱氮速率的限制性因素.