褐岩海参(Holothuria glaberrima)肠道系统宏基因组库中原核微生物群落特征及其生物技术潜力解析

来自波多黎各的研究团队通过16S rDNA测序技术，揭示了褐岩海参肠道系统中具有生物医学与环境应用潜力的原核微生物群落特征。研究发现Enterobacteriaceae(86.8%)和Pseudomonadaceae(5.3%)在消化系统(DS)中占主导，而Providencia(42.2%)和Alcaligenes(28.0%)在粪便(FC)中富集，为海洋微生物酶在生物技术领域的开发提供新思路。

　　

这项突破性研究解码了褐岩海参(Holothuria glaberrima)肠道微生物的奥秘。科研团队从波多黎各Pi?ones海滩采集13个样本，创新性地将肠道系统分为洗涤肠道(WI)、肠道内容物(CW)、粪便(FC)和完整消化系统(DS)四组。通过冻融-溶菌酶-SDS(十二烷基硫酸钠)三重破壁法提取DNA，构建包含267,405个克隆的fosmid文库。

采用Illumina MiSeq平台对V3-V4可变区进行2×300bp双端测序，引物选用CCTACGGGNGGCWGCAG和GACTACHVGGGTATCTAATCC。经QIIME-2分析流程处理，DADA2算法去噪后获得233,370条高质量序列，在100%相似度阈值下聚类出46个ASVs(扩增子序列变体)。SILVA数据库注释显示：

消化系统化身"肠杆菌王国"，Enterobacteriaceae(肠杆菌科)以86.8%的绝对优势称霸，其中Escherichia-Shigella(大肠杆菌-志贺菌属)独占鳌头。Pseudomonadaceae(假单胞菌科)则以5.3%占比屈居亚军。肠道内容物上演"菌界三国杀"，Enterobacteriaceae(52.0%)、Staphylococcus(葡萄球菌属14.6%)和Rhizobiaceae(根瘤菌科9.0%)三分天下。

最令人惊喜的是洗涤肠道样本，Pseudomonadaceae(41.3%)与Bacillaceae(芽孢杆菌科30.7%)联袂主演，其中Pseudomonas(假单胞菌属)和Bacillus(芽孢杆菌属)可能编码纤维素酶等关键代谢酶。粪便样本则意外成为Morganellaceae(摩根菌科)的乐园，Providencia(普罗威登斯菌属)以42.2%占比登顶，Alcaligenes(产碱杆菌属27.97%)紧随其后。

这些发现不仅为理解海参肠道再生机制提供新视角，更暗示着Pseudomonas和Bacillus等菌株可能蕴藏着新型纤维素酶的宝藏。研究获得美国国家科学基金会(NSF 2100494)资助，数据已提交至NCBI数据库，为后续海洋微生物资源开发奠定基础。