大熊猫健康和寄生虫检测大熊猫肠道微生物宏基因组代谢组及蛋白
宏蛋白质组学研究进展及应用
宏蛋白质组学研究进展及应用吴重德;黄钧;周荣清【摘要】Metaproteomics is a newly emerging technology to investigate the micro-ecosystem in environmental system by proteomic approach,and it has shown powerful functions in the fields of environmental ecosystem.This review summarized the research strategies of metaproteomics and applications in wastewater biotreatment,soil and fermented food.It demonstrated the directions for future research in the field of microbial ecosystems.%宏蛋白质组学是近几年出现的一种应用蛋白质组学方法对环境微生态系统进行研究的一种新技术,已在环境生态领域研究中展示出了强大的功能.文中综述了宏蛋白质组学的研究技术及策略、介绍了其在污水生物处理、土壤及发酵食品微生物群落结构分析中的应用,并对其在环境微生态领域中的研究进行了展望.【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2016(042)005【总页数】5页(P259-263)【关键词】宏蛋白质组学;二维电泳;环境微生物;微生物群落结构【作者】吴重德;黄钧;周荣清【作者单位】四川大学轻纺与食品学院,皮革化学与工程教育部重点实验室,四川成都,610065;酿酒生物技术及应用四川省重点实验室,四川自贡,643000;四川大学轻纺与食品学院,皮革化学与工程教育部重点实验室,四川成都,610065;四川大学轻纺与食品学院,皮革化学与工程教育部重点实验室,四川成都,610065【正文语种】中文人类基因组计划的完成，标志着生命科学研究进入了后基因组时代。
2020年益生菌的科学共识
2020年益生菌的科学共识2020年益生菌的科学共识（完整版）在国家“健康中国”战略、食品工业健康转型及技术创新的多方驱动下，益生菌产业已成为我国食品工业中增长较快、创新密集的产业，同时，益生菌在医学领域的应用也不断增多。
2019年，XXX汇集科技界与产业界专家智慧，于5月23日发布了《益生菌的科学共识（2019年版）》（以下简称“共识”），该共识对益生菌行业的科学发展具有重要引领作用。
在此共识的基础上，2020年XXX再次组织科技界与产业界专家，根据益生菌的最新研究进展，对共识内容进行了更新，形成《益生菌的科学共识（2020年版）》。
益生菌的科学共识（2020年版）01益生菌的安全性已得到国际权威机构的认可根据国际上对益生菌菌株安全性评估的新进展和我国对益生菌安全性评价的需求，2018年XXX立项制定《食品安全国家标准食品用菌种的安全性评价程序》工作，标准的制定将参考国际安全性评价的原则，用于指导我国益生菌市场使用菌种的安全性评价。
已有文献显示，益生菌的安全问题主要表现在其可引起的菌血症、感染性心内膜炎等健康风险，且多发生于已有疾患的个别消费者，而这种风险发生、发展的因果关系尚未明确，通常认为正常人群食用益生菌是安全的。
针对新属种的益生菌菌株的安全性评估，应基于全基因组测序生物信息分析，阐述待评价的益生菌菌株所携带的耐药基因、致病性基因和环境抗性基因的特征，结合体外微生物学检测和体内动物毒理学评价，以及人群和临床试验的安全评价等作为关键标准，判断菌株的安全性。
目前国际上高度关注的是益生菌对抗生素的耐药性，对于益生菌耐药性的研究应基于菌株水平。
现有研究表明，益生菌的耐药基因大部分位于染色体上，但至今尚无确切证据表明这些耐药基因可转移给其它肠道的致病菌。
基于此，XXX制定了在食品中使用菌种的抗生素耐药标准。
目前市场上的主流益生菌菌株主要分离自健康人体和具有长期安全食用历史的发酵食品，大多数菌株被认为无致病性的共生微生物。
大熊猫的营养需求及饮食习惯研究
大熊猫的营养需求及饮食习惯研究大熊猫是世界上最珍贵的野生动物之一，世界上只有1000多只野生大熊猫存活。
大熊猫是中国的国宝，有“国宝大熊猫”之誉。
大熊猫生活在中国西南地区，主要分布在四川、陕西和甘肃三省。
大熊猫的主要食物是竹子，这也是大熊猫的体型和消化系统进化的结果。
为了更好地了解大熊猫的营养需求和饮食习惯，下文将对大熊猫的食物、饮食习惯、消化系统和营养需求进行探讨。
一、大熊猫的食物大熊猫是以竹子为主食的，竹子含有大量纤维素，是大熊猫体内益生菌的优质食物。
大熊猫还会吃其他植物，如竹笋、树皮、杂草、果实等。
由于竹子的含水量较低，因此大熊猫每天需要摄取足够的水分来补充身体所需的水分。
二、大熊猫的饮食习惯大熊猫是以夜间和黄昏时分活动为主的，它们通常会在晚上到山腰上寻找食物。
白天，大熊猫会睡觉休息，或到树上晒太阳。
大熊猫每天需要摄取约20公斤的食物来维持身体生长和维护，因此它们需要大量的时间来寻找食物。
大熊猫会用前爪拍打竹子，将竹子上的叶子和枝条摇落，然后将它们放在嘴里吃掉。
三、大熊猫的消化系统大熊猫的消化系统非常独特，它们在进食竹子后需要花费很长时间来消化食物。
大熊猫的消化系统有两个部分，第一部分是胃，第二部分是肠道。
大熊猫的胃非常厚，可以容纳很多的食物。
当大熊猫吃下竹子后，竹子会被压在胃底部，然后在胃酸的作用下，竹子中的纤维素被微生物分解成糖类和蛋白质。
四、大熊猫的营养需求大熊猫的食物主要是竹子，竹子含有低热量、高纤维、低蛋白的营养特点。
大熊猫每天需要大量的能量来维持身体活动和生长发育，因此它们需要大量的营养物质来满足身体的需要。
大熊猫的营养需求主要包括以下几个方面：1. 蛋白质：蛋白质是大熊猫身体生长和维护所必需的重要营养物质。
大熊猫每天需要摄取约50克的蛋白质来维持身体的需求。
2. 脂肪：脂肪是大熊猫身体所必需的营养物质之一，它能够提供大量的能量，为大熊猫的生长发育提供必要的能量源。
大熊猫每天需要摄取约100克的脂肪。
肠道微生物组与健康：机制见解
肠道微生物组与健康：机制见解摘要：肠道微生物群现在被认为是有助于调节宿主健康的关键元素之一。
几乎所有的身体部位都被微生物定植，这表明与我们的器官存在不同类型的串扰。
由于分子工具和技术（即宏基因组学、代谢组学、脂质组学、宏转录组学）的发展，宿主和不同微生物之间发生的复杂相互作用正在逐步被破译。
如今，肠道微生物群偏差与许多疾病有关，包括肥胖、2 型糖尿病、肝脂肪变性、肠病（IBD）和几种类型的癌症。
因此，表明涉及免疫、能量、脂质和葡萄糖代谢的各种途径受到影响。
在这篇综述中，特别关注对该领域当前理解的批判性评估。
讨论了许多解释肠道细菌如何与保护或疾病发作有因果关系的分子机制。
我们检查了公认的代谢物（即短链脂肪酸、胆汁酸、三甲胺 N-氧化物），并将其扩展到最近确定的分子作用物（即内源性大麻素、生物活性脂质、酚衍生化合物、晚期糖基化终产物和肠联基因）及其特异性受体，如过氧化物酶体增殖物激活受体α （PPARα）和γ （PPARγ）、芳烃受体（AhR）和 G 蛋白偶联受体（即 GPR41、GPR43、GPR119、武田 G 蛋白偶联受体 5）。
总而言之，了解将肠道微生物与健康联系起来的复杂性和分子方面将有助于为已经开发的新疗法奠定基础。
人类肠道微生物组人类微生物组在这里被认为是微生物、它们的基因和产物的集合，它们从出生起就在我们体内定植并垂直转移。
虽然所有身体部位都被定植（图 1），但在肠道中发现的微生物数量最高，这已经得到了广泛的研究。
在这里，我们回顾了解决肠道微生物、其活性和介质分子如何促进我们健康的主要和最新发现。
图 1 根据不同身体部位的细菌总丰度。
不同器官中细菌数的边界，由细菌浓度和体积得出。
在健康受试者中，口腔和唾液微生物组包含数百万种微生物，这些微生物每天与我们的食物一起吞咽，但它们在肠道中的持久性受到许多因素的阻碍，包括胃的酸度、十二指肠内外胆汁酸（BA）的产生、消化酶和抗菌蛋白许多其他主要变量会影响进一步的下游微生物定植，例如 pH 值、氧浓度和氧化还原电位等化学参数、粘液、胆汁和抗体的生物产生，以及物理方面，包括肠道结构、蠕动和转运时间（图 1）。
宏基因组和宏蛋白组ppt课件
环境微生物群落多样性分析测序区域
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Shannon Ra 曲 线
物 种 累 曲 线
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环境微生物群落多样性分析测序
9
环境微生物群落多样性分析测序
10
环境微生物群落多样性分析测序
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环境微生物群落多样性分析测序的研究特性
• 有效的对微生物群落进行分类，物种组成以及进化关系的 分析。
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本文通过宏蛋白组学方法，揭示了贫 瘠土壤与肥沃土壤中微生物种群的不 同生物学功能： 1. 种群结构趋向一致 2. 贫瘠土壤中基因功能偏向于C源和N
源的固定 3. 肥沃土壤基因功能偏向于对腐殖质
的分解利用
作者认为宏蛋白组学能够有效 的揭示不同环境下土壤微生物 群落功能的异质性，不同的生 化趋势，不同的生物地理特征
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本文作者追踪研究了执行不同海 域任务军舰的壳体水线的生物膜 中的微生物群落物种丰度及功能 特性，阐述了微生物群落在不同 的物理、化学、地理和季节因素 下的变化和特性； 研究方式整合了宏基因组分析和 宏蛋白组分析的研究方案，为 meta-omics研究模式提供了很好 的范例。
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宏蛋白组的研究现状
(1)可以捕捉新的功能基因和代谢途径； (2)鉴定与特异胁迫有关的蛋白。蛋白质组学联合宏基因组数据可以更好地揭示环境群落分类多样 性、功能多样性和生物过程。
目前成熟的蛋白组研究手段为宏蛋白组研究提供了可靠的工具 • 2DGE-LC-MS • 2DLC-MS • Itraq • Labelfree
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• 无需培养分离菌群：
直接从环境样本中扩增核糖体rDNA高变区进行测序，解决了 大部分菌株不可培养的难题。
• 客观还原菌群结构：
专业、成熟、稳定的样本制备流程，严格控制PCR循环数， 客观还原样品本身的菌群结构及丰度比例。
炎症性肠病(IBD)中肠道微生物基因组学和代谢组学研究进展
炎症性肠病（IBD）中肠道微生物基因组学和代谢组学研究进展肠道内微生物种群与炎症性肠病发生和治疗效果关系密切。
肠道中的粘附于上皮细胞表面的细菌可以调控宿主T淋巴细胞，并影响机体免疫功能。
此外，肠道微生物的某些发酵产物如短链脂肪酸和鞘磷脂等产物也可以发挥调控宿主免疫力的功能。
近年来，随着宏基因组学技术和和微生物代谢组学技术的发展，使得我们有可能深入研究肠道微生物在IBD中所扮演的角色，为临床治疗IBD 疾病提供理论支持。
肠道微生物在人类健康中扮演重要的色，可以影响宿主各种免疫细胞的分化成熟以及固有层淋巴细胞的应答，抵抗肠道中病原微生物的定植等。
而肠道微生物种群的变化可能会影响肠道黏膜细胞神经递质合成，并直接影响肠道内环境的稳态和黏膜免疫屏障功能，以及先天和适应性免疫应答。
大量研究发现，肠道微生物可以通过其代谢产物影响多种疾病，包括IBD、动脉粥样硬化、哮喘和1型糖尿病等，但目前大部分疾病与肠道微生物之间的关系仍未完全明晰。
IBD包括克罗恩病（CD）和溃疡性结肠炎（UC），是目前研究最多的一种与肠道微生物相关的疾病。
现已发现IBD疾病的代谢中至少有200个与免疫学通路有关的关键检查点，包括天然的免疫、免疫应答和自噬。
自上世纪50年代开始，IBD西方国家中的发病率急剧升高，90年代后IBD的发病率已经趋于稳定，但整个病人数量仍很高，在西方国家的发病率高于0.3%。
此外，逐渐西方化和城市化的新近工业化国家的IBD发病率也在逐年提高。
这表明IBD的发生除与宿主遗传基因相关外还有个人生活习惯密切相关。
环境和肠道微生物能够调控宿主免疫应答并直接影响IBD的发生和发展。
患者个人体重指数、血糖水平、高密度脂蛋白以及胆固醇等对肠道微生物种群的塑造也发挥着不可忽略的作用。
其他影响IBD疾病发展的特定因素包括吸烟、饮食、药物治疗、生物钟和压力。
尤其是儿童时期长期使用抗生素会显著增加IBD的发病率。
并且上述影响因素与CD和UC的关系并不相同，表明IBD的发病机制我们并未完全了解。
肠道宏基因组检测报告解读
肠道宏基因组检测报告解读随着科学研究的发展，肠道宏基因组检测成为了了解个体肠道健康、疾病风险以及微生物状态的重要手段。
本文将为您详细解读一份肠道宏基因组检测报告，帮助您更好地了解自己的肠道状况。
一、肠道宏基因组检测简介肠道宏基因组检测是一种通过对肠道微生物DNA进行测序、分析，揭示个体肠道微生物种类、数量和功能的研究方法。
肠道微生物与人体健康密切相关，影响体重、消化、免疫等多个方面。
通过解读肠道宏基因组检测报告，我们可以了解肠道微生物的平衡状况，评估健康风险。
二、肠道宏基因组检测报告解读1.肠道微生物种类及丰度分析报告首先会展示检测到的肠道微生物种类及相对丰度。
这些微生物分为多个门、纲、目、科、属和种等级别。
不同颜色的柱状图可以直观地展示各种微生物的相对含量。
解读要点：（1）观察是否有病原微生物的存在，如沙门氏菌、大肠杆菌等。
（2）评估有益微生物的丰度，如双歧杆菌、乳酸菌等。
（3）分析微生物多样性和平衡性，微生物多样性越高，肠道健康状况越好。
2.功能基因分析肠道微生物的功能基因分析可以揭示其代谢途径、生物合成能力等。
报告会展示不同功能基因的相对丰度。
解读要点：（1）关注与疾病相关的功能基因，如炎症、肥胖等。
（2）评估有益代谢途径的活性，如短链脂肪酸的产生、维生素合成等。
（3）分析肠道微生物的代谢潜能，为调整饮食和生活方式提供依据。
3.肠道健康评估报告会根据微生物种类、功能基因等多个指标，对肠道健康进行综合评估。
解读要点：（1）评估肠道炎症、肥胖、糖尿病等疾病风险。
（2）分析肠道菌群与免疫系统的关系，了解免疫功能状况。
（3）根据评估结果，制定个性化的肠道健康管理方案。
三、肠道宏基因组检测报告的运用了解自己的肠道宏基因组报告后，我们可以：1.调整饮食结构，增加有益微生物的食物来源。
2.适当补充益生菌，改善肠道微生物平衡。
3.保持良好的生活习惯，减少肠道疾病风险。
4.定期进行肠道宏基因组检测，跟踪肠道健康状况。
宏基因组联合代谢组
宏基因组联合代谢组
宏基因组联合代谢组是一种研究方法，结合了宏基因组学和代谢组学的技术来全面了解生物系统的复杂性。
宏基因组学是对环境中所有微生物的基因组进行测序和分析，以了解微生物的多样性和功能。
这种方法可以提供关于微生物种群结构、基因功能和代谢途径的信息，有助于理解微生物与环境之间的相互作用。
代谢组学则是对生物体内的小分子代谢物进行定性和定量分析，以了解生物体的代谢状态和生理功能。
代谢组学的研究可以帮助理解微生物与环境之间的相互作用，以及微生物对环境变化的响应机制。
通过联合宏基因组学和代谢组学的方法，可以更全面地了解生物系统的复杂性，包括微生物的种群结构、基因功能、代谢途径以及小分子代谢物的变化。
这种联合分析的方法可以帮助科学家更好地理解微生物在生态系统中的作用，以及它们对环境变化的响应机制。
同时，这种研究方法也可以应用于医学领域，帮助更好地了解人体微生物群落的组成和功能，以及它们与人体健康的关系。
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5
分析内容
1、代谢组学分析
1)差异代谢物韦恩图
2)差异代谢物KEGG通路可视化
3)差异代谢物KEGG通路富集分析
4）差异代谢物聚类分析
2、微生物多样性和代谢组学整合分析
1）相关性分析（correlation analysis）
2）普氏分析（Procrustes analysis）
6
结果报告
内容：
1)结题报告
2)结果文件
7
数据保存和递送
招标方提供硬盘，中标供应商负责拷贝数据并送至指定地点
8
完成周期
样本检测合格至项目结题：65个工作日
4
测序平台
Ilumina Hiseq测序平台进行宏基因组测序，测序过程中原装进口测序试剂盒，测序读长为PE150
5
数据质量
原始下机数据测序质量要求：要求Q20≥90%，Q30≥80%
6
数据量
每个样本至少8G clean data
7
数据质控
序列优化（Index、接头序列去除、碱基质量剪切等）、混合拼接组装
二、16个大熊猫粪便样品宏蛋白组测定
1
取样
中标供应商安排专人上门收取所有样品
2
蛋白提取和定量
Tris-饱和酚法提取蛋白，BCA法测定总蛋白含量
3
上机前处理
SDS-PAGE、还原烷基化和酶解、肽段脱盐、定量
4
液相串联质谱
Q-Exactive高级质谱，色谱分离时间180min，流速300nl/min
5
数据库搜索
3、微生物多样性和代谢组学整合分析
1)相关性分析（correlation analysis）
2)普氏分析（Procrustes analysis）
9
结果报告
内容：
1)结题报告
2)结果文件
10
数据保存பைடு நூலகம்递送
招标方提供硬盘，中标供应商负责拷贝数据并送至指定地点
11
完成周期
样本检测合格至项目结题：60个工作日
8
标准分析内容
1、基础分析
1)microPITA分析（从多样性项目中挑选具有代表性的样品进行宏基因组测序）
2)序列组装与基因预测
3)物种与功能注释
4)物种与功能组成分析
5)样本比较分析
6)物种与功能差异分析
7)关联和模型预测分析
8)基于reads的物种和功能注释
2、对于所有宏基因组测序样本进行Binning组装，拼接优势微生物基因组草图。
宏基因组数据构建的本地数据库
6
分析内容
1、使用PEAKS软件进行搜库
1)蛋白定量结果
2)物种分类注释
3)功能注释
4)差异蛋白分析
5)物种与功能组成分析
6)物种与功能比较分析
2、基于宏基因组的数据做宏蛋白数据库的注释
3、蛋白组学和代谢组学的整合分析
1)KEGG通路可视化
2)KEGG通路比较分析
3)KEGG通路富集分析
4)IPATH整合分析
5)相关性网络分析
7
结果报告
内容：
1)结题报告
2)结果文件
8
数据保存和递送
招标方提供硬盘，中标供应商负责拷贝数据并送至指定地点
9
完成周期
样本检测合格至项目结题：50个工作日
三、170个大熊猫粪便、血清样品、竹子样品代谢组学测定
1
取样
中标供应商安排专人上门收取所有样品
2
代谢物提取
采用甲醇-水，超声法提取代谢物，采用2-Chloro-D-phenylalanine内标法对提取进行质控
3
LC/MS分析信息提取
1、LC-MS分析的仪器平台为Waters公司的超高效液相色谱串
联飞行时间质谱UPLCQ-TOF/MS
2、色谱条件为：色谱柱为BEH C18柱
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代谢物鉴定
1、4个基地的粪便，血清和竹子样本分别比较差异代谢产物，共计18组分析
大熊猫健康和寄生虫检测（大熊猫肠道微生物宏基因组、代谢组及蛋白组研究）技术参数
一、60个大熊猫粪便样品宏基因组测序
1
取样
中标供应商安排专人上门收取所有样品
2
DNA质检和片段化
利用1%琼脂糖凝胶电泳和TBS380检测基因组DNA，使用Covari