宏基因组技术及其在奶牛乳房炎诊断中的应用.pdf

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1、第37卷第6期中国预防兽医学报VO1．37．No．62015年6月ChineseJournalofPreventiveVeterinaryMedicineJu1．2015doi：10．3969~．issn．1008-0589．2015．07．20宏基因组技术及其在奶牛乳房炎诊断中的应用于景丽，希尼尼根，，赵吉(1．内蒙古大学环境与资源学院，内蒙古呼和浩特010021；2．内蒙古农业大学兽医学院，内蒙古呼和浩特010018；3．内蒙古大学生命科学学院，内蒙古呼和浩特010021；4．农业部“动物疾病临床诊疗技术重点实验室”，

2、内蒙古呼和浩特o10o18)中图分类号：$852．61文献标识码：B文章编号：1008．0589(2015)06．0567．04现代医学认为，疾病的发生发展与菌群结构变化密切核心为不依赖于培养的微生物群落基因组分析技术。荧光相关[141。Aebi等利用DNA印迹杂交fSouthern—blothy—原位杂交(Fluorescentinsituhybridization，FISH1]、DNAbridization)技术证明特定牛群支原体乳腺炎暴发和奶源介印迹杂交[5】和基因芯片(Genechip)t]技术均基于已知病原导的支

3、原体群落感染有关[sl。发展不依赖于培养(Cul—菌设计寡核苷酸探针，通过DNA杂交技术检测奶样中病ture-independent)而且能够准确跟踪疾病发生发展过程中全原菌群落数量的方法。Gey等设计的FISH寡核苷酸探针部菌群变化的宏基因组学(Metagenomics)鉴别技术对疾病只能检测乳房炎奶样中高于10c~／mL的病原细菌群落数的早期防控至关重要。宏基因组学为直接提取指定环境中量[21]。因此，FISH等杂交技术虽比传统培养方法操作快微生物群落总基因组(宏基因组，Metagenome)DNA，利捷，但存在灵敏度

4、不高，而且不能够鉴定新型病原菌等共用宏基因组学研究策略跟踪群落组成及丰度变化的新兴学性问题，在跟踪疾病关联菌群变化和疾病预防和诊断方面科】。受到限制。近年来，宏基因组技术的迅猛发展极大促进了其在多1．2基于指纹图谱和克隆测序相结合的宏基因组技术种复杂环境中的广泛渗透，包括水、气、土等自然环境⋯]DNA指纹图谱技术包括末端限制性片段长度多态性(Ter—和肠道、口腔、皮肤等高等生物体内及体表环境]。本minalrestrictionfragmentlengthpolymorphisms，T—RFLP)、文就宏基因组技术在奶牛乳

5、房炎中的应用状况进行综述。变性梯度凝胶电泳(Denaturegradientgelelectrophoresis，DGGE)[24-261、单链构象多态性(Single．strandconformmion1常规宏基因组技术鉴别奶牛乳房炎关联polymorphisms，SSCP)t等多种技术，但在奶牛乳房炎关菌群变化联菌群分析中应用较少。Kuang等采用DGGE和克隆测序相结合分析日本北海道地区乳房炎奶样细菌群落组成及多常规宏基因组技术主要包括①基于杂交的宏基因组技样性，证明肺炎克雷伯菌、乳酸乳球菌、金黄色葡萄球菌术；②基于

6、指纹图谱及克隆测序相结合的宏基因组技术；和埃希氏菌属为北海道地区乳房炎奶样最主要的细菌属，③基于荧光定量PCR(qPCR)的宏基因组技术。qPCR技术而且细菌群落结构变化具有宿主特异性1。比利时布鲁塞在奶牛乳房炎临床诊断中应用的实例很多[17-20]，但由于技尔地区未感染、亚临床和临床感染奶牛乳头皮肤细菌群落术本身限制，qPCR主要针对少数几类已知病原菌群进行的DGGE分析证明棒状杆菌属和葡萄球菌属为最优势的检测，不能分析微生物群落结构。指纹图谱技术在定性分乳房炎致病菌。由此表明，不同地区不同组织部位奶牛析环境微生物群落结

7、构组成及多样性方面发挥重要作用，乳房炎病原菌群结构组成存在差异。高潮等通过DGGE但不具备定量功能。分析证实乳样微生物区系结构越复杂，奶牛乳房炎的治愈1．1基于DNA杂交的宏基因组技术宏基因组学技术的时间越长越容易复发1。与传统培养分离鉴定和FISH等*Correspondingauthor收稿日期：2014．05—12基金项目：国家自然科学基金项目(41361053)；内蒙古自然科学基金项目(2011MS0603)；国家科技部“973计划”前期研究项目(2009CB125909)作者简介：于景丽(1975．)，女，内蒙古

8、赤峰人，博士研究生，副教授，主要从事宏基因组学研究通信作者：E-mail：nndxnng@163．com568中国预防兽医学报2015年核酸杂交技术相比，DGGE技术揭示了奶牛乳房炎关联的属和埃希氏菌属等23个属和28个细菌种，隶属于5门、较多微生物群落信息，涵盖可培养和大多数不可培养菌8纲、15目、1