文献解读—SR: 培养组学与扩增子高通量测序共同揭示人类肠道真菌群落结构

前言

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文章背景

相比于对人类肠道细菌群落的研究，真菌群落由于丰度较低，其组成和多样性还不为人知。受益于高通量测序的发展，大量不能培养的真菌逐渐被人类鉴定出来。目前利用培养或非培养方式已知人类肠道中存在278种的真菌。其中179/278 (64%)是子囊菌；83/278 (30%)是担子菌；7/278 (3%)是接合菌。而利用培养的方式仅能鉴定其中的75 (27%)。但是培养组学(Culturomics)近年来逐渐兴起，依靠多种复杂的培养基也分离出了很多新的物种。然而，培养组学还未用于研究人类肠道真菌群落。因此本文的目的是通过培养组学与ITS1/ITS2扩增子高通量测序技术研究不同地理距离、健康与病人粪便中真菌群落的组成及多样性。

 

简单粗暴上结论

1.利用培养组学方法，从14份不同地理位置、患病或健康的人类粪便样本中分离出17800个真菌菌落，包含41个真菌物种，其中10个物种首次在人体肠道中被发现。病人肠道内的真菌多样性及丰度高于健康人；

2.对ITS1及ITS2扩增子高通量测序，分别鉴定出142及173个相应OTU，子囊菌门占据了总OTU中的大部分，ITS1中78.9%，ITS2中68.2%；

3.结合培养组学与扩增子高通量测序得到了181个真菌类别。其中18个为培养组学所特有；140为ITS1和ITS2特有；只有23个三者共有；

4. ITS1与ITS2扩增子测序提供的真菌群落与培养组学存在差异，两者对粪便真菌多样性的分析形成了互补(图1)；

5. ITS1/ITS2扩增子测序不能得到所有可培养真菌，其原因可能是DNA提取过程和PCR扩增过程中的偏差。另外，由于IlIumina测序读长较短(~200 bp),可能在真菌分类上会有一定的偏差。因此作者建议研究肠道真菌群落时培养组学与扩增子测序两种方法应该同时进行。

(tell me, 美不美？)

图1 培养组学与ITS1/ITS2扩增子测序得到的所有OTU。绿色表示从健康人体粪便中鉴定的物种。红色表示在生病人体粪便中鉴定的物种。黑色表示在健康和生病两种粪便中同时检测出的物种。蓝圈表明利用培养组学与ITS1/ITS2扩增子测序得到的真菌；绿圈表示ITS1和ITS2测序得到的共有真菌。红圈和橙圈表示分别从ITS1和ITS2测序得到的真菌。

两个问题：

1. 对于ITS1/ITS2扩增子测序结果，181个中18个没有扩增出来。若都是因为DNA提取或PCR过程导致的，10%的比例是不是太高了？

2. 肠道微生物如此，环境微生物是否也存在相同的规律？尤其是对于真菌来说，现在使用的ITS引物对还比较多，不同的引物、不同的扩增区域对真菌群落组成到底有何影响，这是一个值得深入研究的问题。

Reference

Culturomics and Amplicon-based Metagenomic Approachesfor the Study of Fungal Population in Human Gut Microbiota. DOI: 10.1038/s41598-017-17132-4