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研究人员汇集了牛肠道微生物的基因组难题

最终,这些努力可以为确保奶牛的健康和福祉以及改善牛奶,肉类和其他产品的生产提供新方法,位于威斯康星州麦迪逊市的ARS美国乳制品饲料研究中心的研究微生物学家Derek Bickhart指出。

每年,美国人均饮用大约18加仑的牛奶(例如全脂,脱脂,低脂肪),大约吃59磅牛肉。母牛满足这种需求的能力始于一个共生的微生物群落,它们栖息在它们的瘤胃 - 细菌,原生动物和真菌中。

北京赛车pk10开奖“从结构上来说,瘤胃是独一无二的,因为它含有来自生命三个王国的生物:细菌,古细菌和真核生物。所有这些生物都协同工作以消耗植物物质,它们消化的副产品被奶牛用来生产肉类和牛奶,“Bickhart解释说,他是ARS中心细胞壁生物学和利用研究部门的成员。

比克哈特估计这些瘤胃居民中有超过30,000种,但只有不到几千种被充分表征。这留下了研究人员对每个物种作为一个被称为“微生物组”的更大社区的一部分所起作用的理解的差距。研究人员还想了解微生物的缺失甚至扩散对奶牛的健康和表现意味着什么 - 从承受乳腺炎等昂贵的疾病到产生重要的乳脂肪。

现在,Bickhart及其同事正在更好地处理这种情况。利用测序设备的最新进展,他们设计了一种方法,从微生物中读取DNA片段的化学编码,并使用特殊算法将片段组装成完整的基因组。由此,他们创建了整个瘤胃微生物组的有序基因组图谱,以便更容易识别个体成员及其功能。

在过去,这些序列读数限于称为核苷酸碱基对的化学计量单位,其落在100至500碱基对范围内。通过这种新方法,研究人员获得了9,000到30,000多个碱基对的读数 - 这是由于该团队使用长读商用测序仪(PacBio Sequel)和新的Proximeta Hi-C方法而增加的结果。详细信息见2019年8月的Genome Biology。

除了其他好处之外,更长的DNA读数使得更容易识别可以揭示特定微生物的作用或与其他密切相关的物种有何不同的基因。

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