System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种基于16S rRNA高通量测序技术对热应激环境下鸡肠道微生物的检测方法技术_技高网

一种基于16S rRNA高通量测序技术对热应激环境下鸡肠道微生物的检测方法技术

技术编号:42531421 阅读:8 留言:0更新日期:2024-08-27 19:39
本发明专利技术公开了一种基于16S rRNA高通量测序技术对热应激环境下鸡肠道微生物的检测方法,属于微生物技术领域。将鸡在高温环境下进行饲养,利用16S rRNA高通量测序技术对高温饲养结束后的鸡肠道菌群进行检测,以常温条件饲养的鸡为对照,分析热应激环境下的鸡肠道微生物的变化。本发明专利技术通过对照组和热应激组母鸡育成至产前期盲肠肠道微生物的差异比较分析发现,热应激状态下,盲肠肠道菌群减少1个属,1019个ASVs细菌阶元。热应激后肠道微生物中的拟杆菌属丰度增加、理研菌科RC9肠道菌属丰度降低,考拉杆菌属丰度差异显著。热应激后肠道次生代谢的生物合同通路和感染疾病通路因子丰度明显降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及微生物,特别是涉及一种基于16s rrna高通量测序技术对热应激环境下鸡肠道微生物的检测方法。


技术介绍

1、禽类可以提供丰富的蛋类和肉类食品,是人类蛋白质的主要来源,对其生产力限制的主要因素之一是热应激。家禽饲养的最佳温度为18~22℃,一般来说,家禽热应激类型有:急性在27~38℃环境下持续1~24h;中度在27~38℃环境下最多持续7天;慢性或重度在38~50℃环境下持续7天或更长时间。任何偏离这些范围的情况,特别是在较高的临界温度下,都会引发家禽的热应激反应。热应激通常是指机体在热环境中出现的一系列非特异性全身反应,如明显的适应不良、生理疲劳等。热应激是影响农场动物,特别是家禽的生长过程和相关生产性能的最有害的环境挑战之一。家禽在受到热应激刺激时,迅速产生全身高温炎症反应,导致家禽生长发育迟缓,繁殖性能减弱,产蛋量和肉质下降,严重时可导致家禽死亡。因此,热应激给全球家禽业造成了巨大的经济损失。据美国农业部估计,美国畜牧业每年因热应激造成的损失高达24亿美元,其中有1.28~1.65亿美元来自家禽业。根据东非气候变化,持续增长的热应激会导致2021~2050年期间当地鸡蛋产量减少11%,禽肉产量减少14%。

2、肠道是机体重要的消化和免疫器官,含有数万亿个与宿主共生的共生细菌,是一个微生物复合体,大量的肠道菌群对促进宿主食物消化、营养吸收、能量利用、免疫系统发育、抵御外来病菌侵入发挥至关重要作用,影响动物的生长和健康。鸡肠道内大约有900多种细菌定植,食物通过肠道微生物的分解形成碳水化合物,提供鸡体所需的能量和热量,以维持身体正常运转所需的营养成分。肠道微生物群中有一定数量的致病性和条件性致病菌,它们受到其他正常菌群的抑制,从而维持稳定健康的肠道环境。鸡肠道微生物在近端到远端肠道逐渐呈增加的趋势,表现出更为多样和复杂的特征。微生物在鸟类的嗉囊和胃、十二指肠和回肠、盲肠和泄殖腔中的数量依次约为:103~104/g、105/g、108~109/g、1011~1012/g。huang等人利用宏基因组测序对罗斯308、aa肉鸡、海兰褐、科宝500、矮脚黄等七个鸡种的各肠段微生物进行了研究。研究结果显示,根据微生物群落结构,鸡的肠道可划分为前肠(十二指肠、空肠和回肠)和后肠(盲肠和结肠)。空肠和回肠负责吸收十二指肠释放的营养物质,而盲肠则具有相对较弱的消化功能,主要作为微生物发酵的主要场所,其作用为吸收水分和食物残渣,最后形成粪便。盲肠对鸡的免疫系统也有一定的影响,其具有数目较多并相互融合的淋巴结,渗入黏膜下层,抵抗外来细菌和病毒,具有监控和清洁功能,保护机体免受伤害。鸡肠道微生物群的生长和定植很容易受到各种因素的影响,如年龄、饮食、饲料添加剂和环境。鸡的羽毛丰富,但没有汗腺,新陈代谢旺盛,对温度敏感。当环境温度超过28℃时,会引起家禽新陈代谢的变化,可能导致鸡十二指肠、空肠和回肠的绒毛顶部轻微破裂,肠绒毛进一步破裂,大块的绒毛严重脱落,局部产生水肿。在高温条件下,鸡的十二指肠、空肠和回肠都有明显的病理变化。肠道中的乳酸杆菌和双歧杆菌数量减少,而大肠杆菌和梭菌等病原菌数量增加,导致肠道微生物群平衡紊乱,增加了病原微生物感染的可能性。热应激持续时间越长,对回肠微生物群的影响就越大。近年来,肠道微生物群的研究引起了广泛关注,有相关报道证实,肠道微生物群与宿主免疫和物质代谢之间存在密切的联系。但是,在热应激下,母鸡从繁殖到早期产卵的肠道微生物群的多样性仍不清楚。因此,提供一种热应激环境下鸡肠道微生物的检测方法是对于鸡肠道微生物群的多样性研究具有重要的意义。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种基于16s rrna高通量测序技术对热应激环境下鸡肠道微生物的检测方法,以解决上述现有技术存在的问题。本专利技术通过16s rrna高通量测序法比较分析热应激处理对母鸡育成至产前期盲肠微生物菌群结构的变化,热应激下肠道中菌群定制和增殖能力,旨在对家禽肠道健康,提高家禽的经济效益提供理论依据。

2、为实现上述目的,本专利技术提供了如下方案:

3、本专利技术提供一种基于16s rrna高通量测序技术对热应激环境下鸡肠道微生物的检测方法,将鸡在高温环境下进行饲养,利用16s rrna高通量测序技术对高温饲养结束后的鸡肠道菌群进行检测,以常温条件饲养的鸡为对照,分析热应激环境下的鸡肠道微生物的变化。

4、基于上述技术方案,本专利技术具有以下技术效果:

5、本专利技术通过对照组和热应激组母鸡育成至产前期盲肠肠道微生物的差异比较分析发现,热应激状态下,盲肠肠道菌群减少1个属,1019个asvs细菌阶元,与对照组相比整体种属类别差异不大。热应激后肠道微生物中的拟杆菌属丰度增加、理研菌科rc9肠道菌属丰度降低,考拉杆菌属丰度差异显著。kegg pathway聚类差异结果显示,热应激后肠道次生代谢的生物合同通路和感染疾病通路因子丰度明显降低。综上所述,热应激状态下,鸡肠道微生物可能发生改变,调整肠道微生物结构,保护鸡肠道健康。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于16S rRNA高通量测序技术对热应激环境下鸡肠道微生物的检测方法,将鸡在高温环境下进行饲养,利用16S rRNA高通量测序技术对高温饲养结束后的鸡肠道菌群进行检测,以常温条件饲养的鸡为对照,分析热应激环境下的鸡肠道微生物的变化。

2.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述将鸡在高温环境下进行饲养具体为:第0~3天温度为35℃,第4~7天温度为33℃,第8~14天温度为32℃,第15~21天温度为29℃,第22~28天温度为26℃,第29~35天温度为23℃,第36~120天温度为30℃。

3.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述常温条件饲养具体为:第0~3天温度为35℃,第4~7天温度为33℃,第8~14天温度为32℃,第15~21天温度为29℃,第22~28天温度为26℃,第29~35天温度为23℃,第36~120天温度为21℃。

4.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述鸡肠道菌群为盲肠肠道菌群。

5.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述利用16S rRNA高通量测序技术对高温饲养结束后的鸡肠道菌群进行检测具体为:基于大肠杆菌16S rRNA V3-V4区片段,设计并合成具有barcode的特异性扩增引物,对鸡肠道菌群总DNA进行16S rDNA V3-V4区特异性片段扩增,确定扩增产物的大小和浓度,再使用ABI StepOnePlus Real-Time PCRSystem进行RNA定量扩增,建立测序文库,并进行16SrRNA基因的高通量双端测序。

6.根据权利要求5所述的检测方法,其特征在于,所述特异性扩增引物包括如SEQ IDNO.1所示的上游引物和如SEQ ID NO.2所示的下游引物。

7.根据权利要求6所述的检测方法,其特征在于,所述扩增的反应体系为50μL:5×Q5@Reaction Buffer 5μL,2.5mmol·L-1dNTPs 1.5μL,5×Q5@High GC Enhancer 1.5μL,IndexPrimer(10μmol·L-1)1μL,universal PCR Primer(10μmol·L-1)1μL,Q5@High-FidelityDNAPolymerase 1μL;DNATemplate 3μL(50ng),ddH2O 36μL。

8.根据权利要求7所述的检测方法,其特征在于,所述扩增的程序为:95℃进行5min的预变性;然后在95℃进行1min变性,随后进行60℃1min退火,最后在72℃延伸1min;反复进行12个循环,最终在72℃进行7min的延伸。

9.根据权利要求7所述的检测方法,其特征在于,所述进行16S rRNA基因的高通量双端测序为在Illumina平台上进行16S rRNA基因的高通量双端测序。

10.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,采用PICRUSt对样本微生物进行KEGG代谢通路分析,并用STAMP对丰度化的KEGG进行差异分析。

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【技术特征摘要】

1.一种基于16s rrna高通量测序技术对热应激环境下鸡肠道微生物的检测方法,将鸡在高温环境下进行饲养,利用16s rrna高通量测序技术对高温饲养结束后的鸡肠道菌群进行检测,以常温条件饲养的鸡为对照,分析热应激环境下的鸡肠道微生物的变化。

2.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述将鸡在高温环境下进行饲养具体为:第0~3天温度为35℃,第4~7天温度为33℃,第8~14天温度为32℃,第15~21天温度为29℃,第22~28天温度为26℃,第29~35天温度为23℃,第36~120天温度为30℃。

3.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述常温条件饲养具体为:第0~3天温度为35℃,第4~7天温度为33℃,第8~14天温度为32℃,第15~21天温度为29℃,第22~28天温度为26℃,第29~35天温度为23℃,第36~120天温度为21℃。

4.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述鸡肠道菌群为盲肠肠道菌群。

5.根据权利要求1所述的检测方法,其特征在于,所述利用16s rrna高通量测序技术对高温饲养结束后的鸡肠道菌群进行检测具体为:基于大肠杆菌16s rrna v3-v4区片段,设计并合成具有barcode的特异性扩增引物,对鸡肠道菌群总dna进行16s rdna v3-v4区特异性片段扩增,确定扩增产物的大小和浓度,再使用abi steponeplus real-time pcrsystem进行rna...

【专利技术属性】
技术研发人员:李春苗赵振华黄华云王钱保黄正洋吴兆林孔令琳刘宏祥
申请(专利权)人:江苏省家禽科学研究所
类型:发明
国别省市:

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