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利用高通量测序研究放牧系统对奶牛细菌群落的影响

作者:Anne Ferlay,Marie-Christine Montel&Céline Delbès来源:Nature

奶牛乳头的微生物群落取决于奶牛场的环境。微生物可以通过与寝居材料接触,在乳头皮肤上定植,这个因素取决于动物饲养和居住条件。

饲喂奶牛的牧草微生物群与保护方法(放牧草地、干草或青贮饲料)有明显的相关性。

可以根据草原的特点,利用细菌、酵母菌和丝状真菌, 为叶际定植创造或多或少的有利条件(例如,相对湿度、温度和紫外线辐射)。

此外,动物饲料的组成也会影响瘤胃和粪便中微生物群落的结构。

在动物的马厩内的雾化吸入粉尘、挤奶时的卫生习惯(如清洗挤奶设备、挤奶前后的乳头护理)也可能是出现在乳头的细菌和真菌的潜在来源。

因此,奶牛场的环境和耕作方式及其对乳微生物的影响已成为干酪微生物生态学研究的热点。

此外,目前还不清楚奶酪感官特性的差异是否与草地、动物饲养特点、乳头皮肤和乳菌群的组成有关。

高通量测序(HTS)的进步为分析显性与隐性群体及其在复杂的生态系统的动态变化提供了强有力的手段。

基于rDNA的高通量条形码技术为在连续的栖息地(乳头的皮肤,牛奶,奶酪等),监控操作分类单元(OTUs),提供了机会。

利用高通量测序,Doyleet 等人发现乳制品中最常见的微生物来源是乳头表面和粪便,但据我们所知,迄今为止还没有任何研究表明乳头皮肤的微生物群与生牛奶干酪之间有直接的联系。

我们利用高通量16S rRNA基因测序研究了乳头皮肤、生牛奶、干酪外皮和核心的细菌种群。

这项工作的目的是探索从奶牛乳头皮肤到成熟的生奶奶酪组成的细菌群落,验证这个假设:

两种对比放牧系统(广泛(EXT)和半广泛(SEMI))的选择可以作为一种杠杆,通过乳头菌群, 转移原料奶和干酪的微生物平衡。

本研究的目的是从牛乳头皮肤到生奶干酪中探索细菌群落的组成,并利用16S rRNA基因高通量测序来评价农场系统对该组成的作用。

所研究的两种放牧制度(广泛与半广泛)对奶牛乳头皮肤菌群的作用,比对原料奶和奶酪的影响更大。

对于乳头的皮肤,不同的分类级别(Coriobacteriia,Bifidobacteriales,Corynebacteriales,Lachnospiraceae,Atopobium, and Clostridium)的几个类群的相对丰度,因不同放牧制度和时期(早夏或晚夏)而异。在干酪中,亚优势乳酸菌(LAB)的丰度随放牧系统而变化。

总体而言,在原料奶中检测到85%的OTUs,在成熟奶酪中检测到27%的OTUs,在奶牛乳头皮肤也有发现。

多个共享的 OTUs被分到已知类,比如微球菌目、葡萄球菌目以及LAB,涉及到干酪的感官特性的形成。

我们的研究结果突显了奶牛乳头皮肤的关键角色,它是原料乳微生物多样性的储蓄池,并且第一次证明,奶牛乳头皮肤成为原料乳中微生物的潜在来源。

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参考文献

Bacterial community assembly from cow teat skin to ripened cheeses is influenced by grazing systems

Marie Frétin,Bruno Martin,Etienne Rifa,Verdier-Metz Isabelle,Dominique Pomiès,Anne Ferlay,Marie-Christine Montel&Céline Delbès

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