马铁菊头蝠肠道微生物多样性的季节性变化研究
这是一篇关于马铁菊头蝠,冬眠,肠道微生物,多样性,扩增子测序,宏基因组测序的论文, 主要内容为动物的肠道中存在着数量巨大的微生物,肠道微生物对动物的营养和代谢等方面起着重要作用,并且影响着宿主的许多生理功能。研究表明,季节性冬眠的哺乳动物肠道微生物会发生季节性的变化,然而,研究仅集中在食草动物(小型啮齿类动物,如北极地松鼠、十三线地松鼠)和食肉动物(大型哺乳动物,如棕熊)中。关于冬眠对食虫动物(例如,蝙蝠)的肠道微生物产生怎样的影响,目前尚不清楚。马铁菊头蝠(Rhinolophus ferrumequinum)属于翼手目(Chiroptera)的菊头蝠科(Rhinolophidae)、菊头蝠属(Rhinolophus),是典型的食虫物种。且在北方的地理种群有严格的冬眠习性,已成为冬眠蝙蝠研究中的典型物种。在这项研究中,我们利用16S扩增子测序的方法测量了不同时期(春季早期、夏季早期、夏季末期、冬季早期的冬眠期和觉醒期)的马铁菊头蝠的肠道微生物的多样性和组成,并利用PICRUSt功能预测与宏基因组学相结合的方法对蝙蝠肠道微生物的功能进行了研究。主要结果如下:1、对马铁菊头蝠四个时期5个组(春季早期、夏季早期、夏季末期、冬季早期冬眠状态和冬季早期觉醒状态),共39个肠道内容物样品进行了16S扩增子测序,从39只马铁菊头蝠采集的肠道内容物中,共测出来自23个门,45个纲,87个目,158个科,263个属的细菌。我们发现马铁菊头蝠肠道微生物的多样性和组成发生了季节性的变化,多样性夏季末期最高,夏季早期最低。变形菌门的相对丰度在夏季早期最高,其他时期显著降低。厚壁菌门的相对丰度在夏季早期最低,夏季末期显著增加,随后在冬季早期和春季早期显著降低。无壁菌门的相对丰度春季早期显著高于其他时期。2、PICRUSt功能预测表明,大多数微生物分类群功能的相对丰度随着季节发生了显著变化,尤其是代谢相关功能类群的相对丰度,包括脂质代谢、碳水化合物代谢、氨基酸代谢和能量代谢等。3、对马铁菊头蝠四个时期(春季早期、夏季早期、夏季末期和冬季早期),共12个肠道内容物样本进行了宏基因组测序,结果表明,蝙蝠的肠道微生物基因参与了一系列的代谢通路,包括信号转导、膜转运、碳水化合物、氨基酸和能量代谢等代谢通路。涉及了一系列的基础生命功能,包括各种代谢、DNA复制、重组和修复等相关功能。并且各时期功能类群的相对丰度存在一定的差异。总的来说,我们的结果清楚地表明,冬眠相关的生理活动的季节变化会改变马铁菊头蝠的肠道微生物群落,改变了肠道微生物代谢相关的功能,加强了蝙蝠对冬季极端环境的适应性。这项研究也使我们对冬眠哺乳动物与肠道微生物之间的共生关系有了更深的理解。
马铁菊头蝠肠道微生物多样性的季节性变化研究
这是一篇关于马铁菊头蝠,冬眠,肠道微生物,多样性,扩增子测序,宏基因组测序的论文, 主要内容为动物的肠道中存在着数量巨大的微生物,肠道微生物对动物的营养和代谢等方面起着重要作用,并且影响着宿主的许多生理功能。研究表明,季节性冬眠的哺乳动物肠道微生物会发生季节性的变化,然而,研究仅集中在食草动物(小型啮齿类动物,如北极地松鼠、十三线地松鼠)和食肉动物(大型哺乳动物,如棕熊)中。关于冬眠对食虫动物(例如,蝙蝠)的肠道微生物产生怎样的影响,目前尚不清楚。马铁菊头蝠(Rhinolophus ferrumequinum)属于翼手目(Chiroptera)的菊头蝠科(Rhinolophidae)、菊头蝠属(Rhinolophus),是典型的食虫物种。且在北方的地理种群有严格的冬眠习性,已成为冬眠蝙蝠研究中的典型物种。在这项研究中,我们利用16S扩增子测序的方法测量了不同时期(春季早期、夏季早期、夏季末期、冬季早期的冬眠期和觉醒期)的马铁菊头蝠的肠道微生物的多样性和组成,并利用PICRUSt功能预测与宏基因组学相结合的方法对蝙蝠肠道微生物的功能进行了研究。主要结果如下:1、对马铁菊头蝠四个时期5个组(春季早期、夏季早期、夏季末期、冬季早期冬眠状态和冬季早期觉醒状态),共39个肠道内容物样品进行了16S扩增子测序,从39只马铁菊头蝠采集的肠道内容物中,共测出来自23个门,45个纲,87个目,158个科,263个属的细菌。我们发现马铁菊头蝠肠道微生物的多样性和组成发生了季节性的变化,多样性夏季末期最高,夏季早期最低。变形菌门的相对丰度在夏季早期最高,其他时期显著降低。厚壁菌门的相对丰度在夏季早期最低,夏季末期显著增加,随后在冬季早期和春季早期显著降低。无壁菌门的相对丰度春季早期显著高于其他时期。2、PICRUSt功能预测表明,大多数微生物分类群功能的相对丰度随着季节发生了显著变化,尤其是代谢相关功能类群的相对丰度,包括脂质代谢、碳水化合物代谢、氨基酸代谢和能量代谢等。3、对马铁菊头蝠四个时期(春季早期、夏季早期、夏季末期和冬季早期),共12个肠道内容物样本进行了宏基因组测序,结果表明,蝙蝠的肠道微生物基因参与了一系列的代谢通路,包括信号转导、膜转运、碳水化合物、氨基酸和能量代谢等代谢通路。涉及了一系列的基础生命功能,包括各种代谢、DNA复制、重组和修复等相关功能。并且各时期功能类群的相对丰度存在一定的差异。总的来说,我们的结果清楚地表明,冬眠相关的生理活动的季节变化会改变马铁菊头蝠的肠道微生物群落,改变了肠道微生物代谢相关的功能,加强了蝙蝠对冬季极端环境的适应性。这项研究也使我们对冬眠哺乳动物与肠道微生物之间的共生关系有了更深的理解。
冬眠对马铁菊头蝠骨髓中的免疫相关基因表达影响的研究
这是一篇关于冬眠,马铁菊头蝠,骨髓,免疫相关的差异表达基因,转录组测序技术的论文, 主要内容为冬眠是指动物为了应对如寒冷、食物匮乏等条件,使自身进入一种低代谢的生理状态,从而减少能量消耗,继而在恶劣的环境中得以存活。蝙蝠作为人畜共患病病毒的重要宿主,携带多种对人类具有高度致病性的病毒但却不发病。而骨髓作为重要中枢免疫器官,其多功能干细胞经过一系列分化形成T细胞及B细胞,随后受抗原刺激分化产生抗体,并识别抗原并将其清除。蝙蝠冬眠的过程可能会对其骨髓等免疫器官功能等产生影响,然而目前对蝙蝠免疫器官的研究还很少,尚缺乏冬眠对免疫器官基因表达影响的研究。因此本文建立了马铁菊头蝠(Rhinolophus ferrumequinum)(雌性)第一个骨髓转录组,通过对马铁菊头蝠冬眠蛰伏、觉醒、冬季活跃和夏季活跃状态下的骨髓转录组的分析,筛选出冬眠蛰伏状态相对于另外3个状态的免疫相关差异表达基因,从而探讨冬眠对马铁菊头蝠骨髓中免疫相关基因表达的影响。本文使用edgeR对转录组数据进行差异分析,得到了每两个状态之间大量的差异表达基因。通过GO和KEGG对差异表达基因进行功能及通路注释,进一步筛选免疫相关差异表达基因。最后得到了冬眠蛰伏状态相对于另外3个状态的均上调的免疫相关差异表达基因11个,如Irf2bp2、Gsn以及S100钙结合蛋白家族的部分基因等。均下调的免疫相关差异表达基因25个,如Inpp5d、Nfkbia、Serpine1以及GTP酶IMAP家族的部分基因等。结果表明,在冬眠蛰伏时期,马铁菊头蝠的免疫系统总体上受到了抑制。为验证转录组测序数据的有效性,分别对冬眠蛰伏状态相对其他状态均上调或下调的免疫相关差异表达基因:Gsn、Irf2bp2、S100a8、Inpp5d、Nfkbia、Serpine1进行q RT-PCR验证。结果表明这些基因的表达趋势与转录组测序结果相符。最后将本文的研究结果与以往相关研究进行对比,比较分析得到了的冬眠蛰伏状态相对于夏季活跃状态相同变化的免疫相关差异表达基因31个。该结果可能表明不同冬眠动物的相同组织、同一冬眠动物不同组织之间的有着相似的基因表达调控及冬眠分子机制。
冬眠对马铁菊头蝠骨髓中的免疫相关基因表达影响的研究
这是一篇关于冬眠,马铁菊头蝠,骨髓,免疫相关的差异表达基因,转录组测序技术的论文, 主要内容为冬眠是指动物为了应对如寒冷、食物匮乏等条件,使自身进入一种低代谢的生理状态,从而减少能量消耗,继而在恶劣的环境中得以存活。蝙蝠作为人畜共患病病毒的重要宿主,携带多种对人类具有高度致病性的病毒但却不发病。而骨髓作为重要中枢免疫器官,其多功能干细胞经过一系列分化形成T细胞及B细胞,随后受抗原刺激分化产生抗体,并识别抗原并将其清除。蝙蝠冬眠的过程可能会对其骨髓等免疫器官功能等产生影响,然而目前对蝙蝠免疫器官的研究还很少,尚缺乏冬眠对免疫器官基因表达影响的研究。因此本文建立了马铁菊头蝠(Rhinolophus ferrumequinum)(雌性)第一个骨髓转录组,通过对马铁菊头蝠冬眠蛰伏、觉醒、冬季活跃和夏季活跃状态下的骨髓转录组的分析,筛选出冬眠蛰伏状态相对于另外3个状态的免疫相关差异表达基因,从而探讨冬眠对马铁菊头蝠骨髓中免疫相关基因表达的影响。本文使用edgeR对转录组数据进行差异分析,得到了每两个状态之间大量的差异表达基因。通过GO和KEGG对差异表达基因进行功能及通路注释,进一步筛选免疫相关差异表达基因。最后得到了冬眠蛰伏状态相对于另外3个状态的均上调的免疫相关差异表达基因11个,如Irf2bp2、Gsn以及S100钙结合蛋白家族的部分基因等。均下调的免疫相关差异表达基因25个,如Inpp5d、Nfkbia、Serpine1以及GTP酶IMAP家族的部分基因等。结果表明,在冬眠蛰伏时期,马铁菊头蝠的免疫系统总体上受到了抑制。为验证转录组测序数据的有效性,分别对冬眠蛰伏状态相对其他状态均上调或下调的免疫相关差异表达基因:Gsn、Irf2bp2、S100a8、Inpp5d、Nfkbia、Serpine1进行q RT-PCR验证。结果表明这些基因的表达趋势与转录组测序结果相符。最后将本文的研究结果与以往相关研究进行对比,比较分析得到了的冬眠蛰伏状态相对于夏季活跃状态相同变化的免疫相关差异表达基因31个。该结果可能表明不同冬眠动物的相同组织、同一冬眠动物不同组织之间的有着相似的基因表达调控及冬眠分子机制。
马铁菊头蝠在冬眠和非冬眠状态下淋巴结转录组的分析研究
这是一篇关于马铁菊头蝠,转录组,冬眠,差异基因,淋巴结的论文, 主要内容为冬眠(又称冬蛰)是动物适应大自然恶劣环境条件的一种生理现象。冬眠时,动物体温下降,血液循环减慢,呼吸频率降低,营养物质和能量的摄入停止,因此会对动物的免疫功能产生一定的影响。根据查阅文献了解到,目前还鲜有对动物在冬眠状态和非冬眠状态的免疫层面的研究,特别是蝙蝠在冬眠和非冬眠状态下免疫器官的研究。本文研究了冬季冬眠,冬季活跃,冬季觉醒和夏季活跃四种不同状态下淋巴结的转录组。希望能发现不同状态的马铁菊头蝠淋巴结中的差异表达基因,从而探讨冬眠对蝙蝠免疫功能的影响。在这项研究中,通过严格设置参数,使用edge R(用于研究数据差异表达的软件包)在四种不同状态下的马铁菊头蝙蝠淋巴结中搜索差异表达基因。在检测差异表达基因时,以倍数变化≥2和FDR<0.01为筛选标准,探索3,328个新基因,其中372个基因进行了功能注释,然后根据比较结果进行基因表达水平分析。与夏季活动状态相比,冬季活动状态下有1,489个上调基因和3,479个下调基因;与冬季清醒状态相比,冬季活动状态下有1,306个上调基因和2,232个下调基因;与冬季活动状态相比,冬季冬眠状态下1,953个上调基因和1,245个下调基因;与冬季冬眠状态相比,夏季活动状态下有2,295个上调基因和3,264个下调基因。与冬季冬眠状态相比,冬季觉醒状态下有1,691个上调基因和1,549个下调基因。与冬季觉醒状态和夏季活动状态相比,有1,916个上调基因和2,754个下调基因。根据不同样品中基因的表达水平鉴定差异表达基因,共鉴定出363个表达差异的基因,其中和免疫相关的基因有31个,且这些免疫基因的大多数在冬眠期间上调。根据功能分析结果可知,这些差异表达基因主要参与细胞结构的维持、钙离子通道的调节、细胞凋亡的调控、免疫功能的发生和细胞抗氧化的过程。为确保RNASeq数据的准确性,本研究通过RT-q PCR实验进行差异基因的验证。这项研究是冬眠哺乳动物的第一个淋巴结转录组分析。它鉴定了与冬眠期间马铁菊头蝙蝠的免疫相关的多个免疫基因,为探究蝙蝠较其他哺乳动物更具抗病力和更长寿的分子机制提供理论依据与基础。进一步的研究可能有助于解释这些基因在冬眠生物中的具体功能以及它们如何调节免疫系统的机制。
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