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      養(yǎng)寵人群不同材質(zhì)衣物微生物多樣性研究

      2023-12-19 06:06:57熊明趙貞堯李婷謝九艷葛媛媛張晶晶楊嘯曹運奕袁帥龐玲玲姚粟
      中國標準化 2023年23期
      關(guān)鍵詞:高通量測序

      熊明 趙貞堯 李婷 謝九艷 葛媛媛 張晶晶 楊嘯 曹運奕 袁帥 龐玲玲 姚粟

      關(guān)鍵詞:養(yǎng)寵人群,高通量測序,可培養(yǎng)技術(shù),微生物多樣性

      0 引言

      隨著飼養(yǎng)寵物成為一種十分普遍的家庭生活方式,飼寵衛(wèi)生問題受到廣大養(yǎng)寵人關(guān)注。衣物作為寵物和養(yǎng)寵人互動接觸的重要媒介,可為微生物生長定植提供適宜環(huán)境,促使微生物在衣物—養(yǎng)寵人—寵物間的傳遞轉(zhuǎn)移。部分微生物可能對養(yǎng)寵人或?qū)櫸锝】诞a(chǎn)生不良影響,如導(dǎo)致異味、使衣物受損甚至引起皮膚感染等[1-2]。

      微生物在紡織品上的定植過程主要包括粘附、增殖和形成生物膜三個階段[3]。Callewaer t、Sterndorff等人[4-5]的研究證實衣物的微生物群落組成可能與衣物材質(zhì)、外界環(huán)境、穿著者皮膚、洗滌方式等因素直接相關(guān)。其中,材質(zhì)成分差異導(dǎo)致的衣物理化性質(zhì)不同,可能是影響微生物在衣物定植的關(guān)鍵因素。天然纖維主要由植物源纖維素和動物源蛋白質(zhì)組成。棉、羊毛、絲綢等常見天然纖維織成的衣物自帶的天然營養(yǎng)物質(zhì)及吸附汗液、皮脂,均為微生物定植提供良好條件[6]。盡管材質(zhì)對衣物微生物影響已有大量研究,但針對特定人群,尤其是養(yǎng)寵人群,其衣物材質(zhì)對微生物群落結(jié)構(gòu)特征的影響仍不清晰。

      為解析材質(zhì)對養(yǎng)寵人群衣物微生物群落結(jié)構(gòu)特征的影響,本研究擬通過高通量測序技術(shù)及傳統(tǒng)的分離培養(yǎng)法,探究棉、羊毛、絲綢材質(zhì)衣物中微生物種類及其分布規(guī)律。為后續(xù)紡織、日化、洗護家電等行業(yè)的抗菌技術(shù)實現(xiàn)專業(yè)化、細分化升級奠定基礎(chǔ),同時為保障特定人群健康、構(gòu)建家庭環(huán)境健康微生態(tài)環(huán)境提供數(shù)據(jù)支撐。

      1 材料與方法

      1.1 樣品信息

      本研究分別于2022年4月—6月開展樣品采集工作,選取來自南京、杭州兩座城市的6位養(yǎng)寵人,收集其棉質(zhì)、毛質(zhì)、絲質(zhì)居家衣物,共計18件。養(yǎng)寵人群特點,如調(diào)研參研者性別、飼養(yǎng)寵物種類、飼養(yǎng)寵物類型以及飼養(yǎng)寵物習(xí)慣等,詳見表1。

      1.2 試劑與儀器

      生物安全柜,ESCO;隔水式培養(yǎng)箱,上海一恒科學(xué)儀器有限公司;高速冷凍離心機,Eppendorf;P C R 儀,B i o m e t r a ;微量核酸蛋白分析儀,Biochrom;電泳儀 BIO-RAD;恒溫培養(yǎng)箱,上海一恒科學(xué)儀器有限公司;高壓滅菌鍋,HIRAYAMA;MALDI-TOF-MS儀,BRUKER;電泳儀,BIO-RAD;凝膠成像儀,BIO-RAD ;-20℃冰箱,海爾。

      TSA培養(yǎng)基、R2A培養(yǎng)基均購于BD;強化梭菌培養(yǎng)基、MEA培養(yǎng)基、PDA培養(yǎng)基均購于北京陸橋技術(shù)股份有限公司;Dixon改良培養(yǎng)基購于青島海博生物技術(shù)有限公司;QIAamp Fast DNA StoolMini Kit購于QIAGEN;真菌DNA提取試劑盒(美國Omega Bio-Tek公司);PCR引物,合成于生工生物工程(上海)股份有限公司;PCR MasterMix DL 2000Marker購于北京全式金生物技術(shù)有限公司。

      1.3 實驗方法

      1.3.1 樣品制備

      根據(jù)文獻調(diào)研,選擇衣物與皮膚、外環(huán)境常接觸的領(lǐng)口、袖口、腋下作為采樣位點。參考《紡織品微生物檢測技術(shù)》[7],選擇稱量法處理并制備待測樣品,具體步驟為:收集養(yǎng)寵人衣物樣品,用無菌剪刀在領(lǐng)口、袖口、腋下均勻剪下并準確稱取25 g衣物樣品,剪碎后加入到盛有225 mL的無菌生理鹽水的均質(zhì)袋中,用拍擊式振蕩器拍打1~2 min,充分混勻,獲得1∶10的樣品稀釋液。

      1.3.2 分離培養(yǎng)方法

      將1∶10的樣品稀釋液逐級梯度稀釋,制成1∶100、1∶1000的稀釋液。好氧細菌的分離培養(yǎng):吸取三種稀釋梯度的稀釋液分別于TSA培養(yǎng)基平板、R2A培養(yǎng)基平板,均勻涂布,置于30℃和37℃下好氧培養(yǎng)2~3天;厭氧細菌的分離培養(yǎng):吸取稀釋液涂布于強化梭菌培養(yǎng)基平板,置于30℃下厭氧培養(yǎng)7天;絲狀真菌及酵母菌的分離培養(yǎng):將三種稀釋梯度的稀釋液分別涂布于PDA、MEA平板,置于20℃和28℃好氧培養(yǎng)3~7天,將稀釋液分別涂布于Dixon培養(yǎng)基平板,30℃好氧培養(yǎng)3~7天。培養(yǎng)過程中連續(xù)觀察,選取菌落形態(tài)不相同的菌株進行分離純化,記錄其形態(tài)特征。將選取的單菌落通過平板劃線法進行純化,得到單菌落后再次通過平板劃線法進行分離純化。

      1.3.3 菌種鑒定

      采用MALDI-TOF MS對細菌菌株進行初步鑒定。挑取純菌菌體并在300 μL超純水中混勻,向混勻的菌液中添加900 μL無水乙醇并充分振蕩,離心去上清,加入50 μL 70% 甲醇重懸菌體,加入50μL乙腈并反復(fù)吹打,混勻懸液;將制備的懸液按照MALDI-TOF MS 檢測規(guī)程進行鑒定分析,以確定菌株分類學(xué)地位。結(jié)果得分為2.00~3.00,表示菌株可鑒定至種水平;結(jié)果得分為1.70~1.99,表示菌株可鑒定至屬水平;結(jié)果得分低于1.69,表示鑒定結(jié)果不可信。

      對于無法通過M A L DI-T OF MS方法得到可信鑒定結(jié)果的細菌菌株,提取細菌菌株的基因組DNA,采用細通用引物27F/1492R 擴增細菌的16SrDNA。PCR反應(yīng)條件:94℃,5 min,1 cycle;94℃,1 min;55℃,1 min;72℃,1.5 min,30 cycles;72℃,10min,1 cycle,得到的PCR產(chǎn)物送至生工生物工程(上海)股份有限公司進行測序。根據(jù)測序結(jié)果,將菌株的16S rRNA基因序列測序結(jié)果上傳至EzBioCloud服務(wù)器(www.ezbiocloud.net/identify)進行相似性搜索,與已發(fā)表的有效模式菌株進行比較,確定菌株的分類學(xué)地位。

      對于真菌菌株,提取真菌菌株的基因組DNA,分別采用分子標記引物對絲狀真菌和酵母菌的核酸序列進行PCR擴增,絲狀真菌采用引物TIS5/ITS4,酵母菌采用引物NL1/NL4。PCR反應(yīng)條件:95℃ 5min;95℃ 30 s,55℃(TIS5/ITS4)或53℃(酵母菌)45 s,72℃ 45 s,共27個循環(huán);72℃ 10 min。得到的PCR產(chǎn)物送至生工生物工程(上海)股份有限公司進行測序。根據(jù)測序結(jié)果,用菌株的26S rDNA和ITS基因作為靶序列,在GenBank數(shù)據(jù)庫中用BLAST程序搜索同源序列,挑選與靶序列最相近的參考菌株系列進行比較,獲得菌株的分類學(xué)地位。

      1.3.4 樣品基因組提取與高通量測序

      利用QIAamp DNA提取試劑盒,提取衣物樣品種的宏基因組DNA。以質(zhì)檢合格的宏基因組DNA為模板,使用16S rRNA基因V3/V4區(qū)和ITS基因的I T S1區(qū)通用引物進行PCR擴增。PCR擴增體系:5×FastPfu 緩沖液 8 μL,2.5 mmol/L dNTPs4 μL,10 μmol/L 上、下游引物各 2 μL,F(xiàn)astPfu 酶 1 μL,DNA 30 ng,ddH2O 補足至 40 μL。PCR 反應(yīng)條件:95℃ 5 min;95℃ 30 s,55℃ 45 s,72℃ 45 s,共27個循環(huán);72℃ 10 min。使用 Agencourt AMPure XP 磁珠對 PCR 擴增產(chǎn)物進行純化并溶于洗脫緩沖液中,完成文庫的構(gòu)建。使用 Agilent 2100 Bioanalyzer 對構(gòu)建文庫的片段范圍及濃度進行檢測,檢測合格的文庫利用 HiSeq2500 平臺進行擴增子測序。

      1.3.5 高通量測序結(jié)果分析

      數(shù)據(jù)分析主要包括測序數(shù)據(jù)過濾、Tag拼接、OTU聚類、物種注釋和物種復(fù)雜度分析等流程。利用QIIME 2的DADA2方法對下機數(shù)據(jù)進行質(zhì)控,去除低質(zhì)量序列、嵌合體并得到Clean Data。使用軟件 FLASH(Fast Length Adjustment of Short reads,v1.2.11),利用重疊關(guān)系將雙末端測序得到的成對Reads 組裝成一條序列,得到高變區(qū)的Tags。利用軟件USEARCH(v7 .0.1090)將拼接好的Tags聚類為OTU,并采用RDP classifier貝葉斯算法對OTU 代表序列進行分類學(xué)分析,并在界、門、綱、目、科、屬和種水平統(tǒng)計分析各樣本的群落組成。利用QIIME2中q2-diversity方法進行Alpha多樣性分析,chao指數(shù)、shannon指數(shù)共同表征樣品的 Alpha 多樣性。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 養(yǎng)寵人群衣物樣品α多樣性指數(shù)分析

      Alpha多樣性指數(shù)用于估計特定生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物種多樣性,通常包括Chao1、ace、shannon、simpson和coverage指數(shù)。其中,以Chao1指數(shù)評估樣品物種總數(shù),指數(shù)值越大,表示樣品物種豐富度越高。以shannon指數(shù)評估物種多樣性,shannon指數(shù)越大,表示樣品物種多樣性越高。

      綜合上述兩項指數(shù),分析養(yǎng)寵人群衣物微生物群落結(jié)構(gòu)。細菌方面,如圖1A所示,棉質(zhì)樣品Chao1指數(shù)平均值為757.4,高于絲質(zhì)樣品(平均值為662.0)和毛質(zhì)樣品(平均值為492.4),棉質(zhì)樣品具有較高的細菌物種總數(shù);如圖1B所示,絲質(zhì)樣品Shannon指數(shù)平均值為3.56,高于毛質(zhì)樣品(平均值為3.25)和棉質(zhì)樣品(平均值為2.40),絲質(zhì)樣品具有較高的細菌物種多樣性。真菌方面,如圖1C所示,毛質(zhì)樣品Chao1指數(shù)平均值為353.2,高于棉質(zhì)樣品(平均值為296.5)和絲質(zhì)樣品(平均值為186.9),毛質(zhì)樣品具有較高的真菌物種總數(shù);如圖1D所示,毛織樣品Shannon指數(shù)平均值為3.95,高于棉質(zhì)樣品(平均值為3.84)和絲質(zhì)樣品(平均值為3.50),毛質(zhì)樣品具有較高的真菌物種多樣性。

      2.2 養(yǎng)寵人群衣物樣品微生物聚類分析

      Beta多樣性用于比較不同組別樣品之間的多樣性,是衡量不同組別樣品間微生物組成相似度的指標。如圖2A所示,衣物細菌樣品在PCA圖中整體較為分散,棉質(zhì)衣物樣品中C1、C2、C3、C4分布位置較為集中,毛質(zhì)、絲質(zhì)衣物樣品在圖中分布較為分散,不同材質(zhì)衣物細菌的β多樣性沒有顯著性差異;如圖2B所示,部分衣物真菌樣品在PCA圖中較為集中,棉質(zhì)衣物樣品C4、C5,絲質(zhì)衣物樣品S1、S3、S4、S6分布位置較為集中,其余樣品在圖中分布較為分散,不同材質(zhì)衣物真菌的Beta多樣性沒有顯著性差異。

      2.3 養(yǎng)寵人群衣物樣品微生物組成及豐度分析

      進一步分析養(yǎng)寵人群衣物樣品的細菌組成及相對豐度。在門水平上,變形菌門(Proteobacteria)是三類材質(zhì)衣物樣品中的絕對優(yōu)勢菌門,在三類材質(zhì)衣物中占比分別73.1%、65.9%、51.7%。此外,厚壁菌門(Firmicutes)、放線菌門(Actinobacteria)及擬桿菌門(Bacteroidetes)也是三類衣物中的優(yōu)勢菌門。在屬水平上,統(tǒng)計相對豐度超過1%的細菌菌屬。棉質(zhì)衣物樣品中優(yōu)勢細菌菌屬為水棲桿菌屬(Enhydrobacter),其相對豐度達到47.2%,值得注意的是,對比序列相似性能夠發(fā)現(xiàn),屬水平鑒定為水棲桿菌屬(Enhydrobacter)的OTU與奧斯陸莫拉菌(Moraxella osloensis)呈現(xiàn)100%的序列相似性。Yan等人[8]發(fā)現(xiàn)水棲桿菌屬(Enhydrobacter)在棉質(zhì)衣物中檢出的相對豐度高于聚酯和混紡衣物,由此推測水棲桿菌屬(Enhydrobacter)在棉質(zhì)衣物中可能具有較強的定植能力;馬賽菌屬(Massilia)、不動桿菌屬(A c i n e t o b a c t e r)及卟啉單胞菌屬(Porphyromonas)是毛質(zhì)衣物樣品中的優(yōu)勢細菌菌屬,相對豐度分別為16.3%、14.0%、7.7%;絲質(zhì)衣物樣品中不動桿菌屬(Acinetobacter)和葡萄球菌屬(Staphylococcus)是部分樣品的優(yōu)勢細菌菌屬,相對豐度分別為18.1%和5.2%。

      分析養(yǎng)寵人群衣物樣品的真菌組成及相對豐度。在門水平上,子囊菌門(Ascomycota)在三類材質(zhì)衣物中的占比分別為39.1%、53.8%、59.7%,擔子菌門(Basidiomycota)在三類材質(zhì)衣物中的占比分別為60.0%、43.4%、38.9%,上述兩菌門為衣物樣品中的絕對優(yōu)勢菌門。在屬水平上,統(tǒng)計相對豐度超過1%的真菌菌屬。棉質(zhì)衣物樣品優(yōu)勢菌為節(jié)擔菌屬(Wallemia)、馬拉色氏菌屬(Malassezia)、枝孢霉屬(Cladosporium),其相對豐度分別在27.1%、11.8%、11.0%之間;毛質(zhì)衣物樣品優(yōu)勢菌屬為曲霉屬(Aspergillus)、節(jié)擔菌屬(Wallemia),其相對豐度分別在18.9%、15.9%;絲質(zhì)衣物樣品優(yōu)勢菌屬為曲霉屬(Aspergillus)、馬拉色氏菌屬(Malassezia)、枝孢霉屬(C l a do sp or iu m),其相對豐度分別在19.8%、12.1%、10.8%。

      2.4 養(yǎng)寵人群衣物樣品可培養(yǎng)微生物分析

      通過可培養(yǎng)方法探究養(yǎng)寵人群衣物中微生物多樣性,在屬水平上統(tǒng)計三組樣品微生物分離種類及數(shù)量。本研究共從18件衣物樣品中分離獲得172株微生物,其中細菌123株,涵蓋25個屬。在這123株細菌中,從棉質(zhì)衣物中分離獲得45株細菌,分屬于15個屬;從毛質(zhì)衣物中分離獲得40株細菌,分屬于14個屬;從絲質(zhì)衣物中分離獲得38株細菌,分屬于12個屬。

      在屬水平上,棉質(zhì)衣物分離頻次較高的菌屬主要是芽胞桿菌屬(B a c i l l u s)、葡萄球菌屬(S t a p hylo c o c cu s);毛質(zhì)衣物分離頻次較高的菌屬主要是葡萄球菌屬(S t a p hylo c o c c u s)、芽胞桿菌屬(Bacillus)、馬賽菌屬(Massillia);絲質(zhì)衣物分離頻次較高的菌屬主要是葡萄球菌屬(Staphylococcus)、芽胞桿菌屬(Bacillus)、考克氏菌屬(Kocuria)。其中,芽胞桿菌屬(Bacillus)、馬賽菌屬(Massillia)是常見環(huán)境菌屬,葡萄球菌屬(Staphylococcus)、考克氏菌屬(Kocuria)則為人與寵物皮膚常駐菌屬。

      在種水平上,一共有4 9株細菌鑒定至種水平。棉質(zhì)衣物分離頻次較高的菌種主要是人葡萄球菌(Staphylococcus hominis);毛質(zhì)衣物分離頻次較高的菌種主要是人葡萄球菌(Staphylococcushominis)、沃氏葡萄球菌(Staphylococcus warneri)、藤黃微球菌(Micrococcus luteus);絲質(zhì)衣物分離頻次較高的菌種主要是人葡萄球菌(Staphylococcushominis)、印度考克氏菌(Kocuria indica)。其中,人葡萄球菌(Staphylococcus hominis)廣泛分布于三類衣物樣品中,是人類皮膚常駐菌種,通常在腋窩微生物群中豐度較高。

      真菌分離獲得49株,涵蓋25個屬。其中從棉質(zhì)衣物中分離獲得27株真菌,分屬于15個屬;從毛質(zhì)衣物中分離獲得14株真菌,分屬于10個屬;從絲質(zhì)衣物中分離獲得8株真菌,分屬于7個屬。

      在屬水平上,棉質(zhì)衣物分離頻次較高的菌屬主要是曲霉屬(Aspergillus)、青霉屬(Penicillium)、短梗霉屬(Aureobasidium);毛質(zhì)衣物分離頻次較高的菌屬主要是枝孢霉屬(Cladosporium);絲質(zhì)衣物種無分離頻次較高的菌屬。其中,短梗霉屬(Aureobasidium)在自然條件下主要分布于植物的莖、葉、花、果實表面,巖石表面和沿海水域,也從亞麻質(zhì)衣物中分離獲得過曲霉屬(Aspergillus)、青霉屬(Penicillium)、枝孢霉屬(Cladosporium)從自然環(huán)境、人體皮膚、寵物皮膚中有分離報道。

      3 討論

      本研究收集棉、毛、絲質(zhì)衣物樣品,通過高通量測序及傳統(tǒng)培養(yǎng)法分析材質(zhì)差異對養(yǎng)寵人衣物微生物產(chǎn)生的影響。高通量測序結(jié)果顯示,材質(zhì)對衣物微生物群落結(jié)構(gòu)沒有顯著性影響,但水棲桿菌屬(Enhydrobacter)、葡萄球菌屬等部分菌屬(Staphylococcus)在不同材質(zhì)中的分布存在差異;通過傳統(tǒng)培養(yǎng)法,共收集獲得172株微生物,其中細菌123株,真菌49株。

      衣物微生物受到穿著者影響,人類皮膚微生物群落可能直接影響衣物的微生物群落結(jié)構(gòu),Y a n 等人[ 8 ]研究結(jié)果表明,水棲桿菌屬(Enhydrobacter)、微球菌屬(Micrococci)、丙酸桿菌屬(Propionibacterium)等皮膚常駐菌也是衣物中的高頻檢出菌種。本研究中棉、毛、絲質(zhì)衣物作為天然纖維織物均具有較好的保水性,微生物易通過代謝人類皮脂、汗液定植于織物中。高通量測序結(jié)果顯示,在門水平上三類衣物微生物群落結(jié)構(gòu)相似,變形菌門(Proteobacteria)是絕對優(yōu)勢細菌菌門,子囊菌門(Ascomycota)和擔子菌門(Basidiomycota)是絕對優(yōu)勢真菌菌門。相似的微生物群落結(jié)構(gòu)可能與樣品采集部位有關(guān)。本研究采集衣物的領(lǐng)口、腋下、袖口等部位,腋窩貼近衣物的腋下和袖口部位屬于皮膚潮濕區(qū),變形菌門(Proteobacteria)在該區(qū)域占據(jù)絕對優(yōu)勢[9],變形菌門(Proteobacteria)也是寵物貓、寵物狗皮膚中的常駐菌,廣泛分布于寵物貓、寵物狗的口腔、鼻孔、腋下、爪等部位[10- 11]。此外,子囊菌門(Ascomycota)、擔子菌門(Basidiomycota)是人類和寵物貓狗皮膚常駐真菌[12-14]。此前有研究顯示,飼養(yǎng)寵物可能為家庭成員引入更多的外源微生物,相對而言養(yǎng)狗的成年人皮膚細菌群落種類更加豐富[15]。寵物與養(yǎng)寵人的微生物群可能存在交互共享,衣物可能作為中間媒介參與了微生物的交互傳遞過程,衣物微生物群落構(gòu)成可能與兩者的微生物群密切相關(guān)。

      衣物材質(zhì)不同可能導(dǎo)致微生物群落組成出現(xiàn)差異。棉質(zhì)織物主要由植物纖維組成,其中纖維素占比在9 0%以上,部分微生物通過外葡聚糖酶、內(nèi)切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶等生物酶將纖維素逐級分解,纖維素降解可能導(dǎo)致纖維結(jié)構(gòu)斷裂、機械強度下降[5]。細菌方面,水棲桿菌屬(Enhydrobacter)作為人體皮膚常駐細菌在棉質(zhì)衣物中高豐度檢出,該菌屬可能通過內(nèi)切葡萄糖酶推動纖維素的糖化及利用過程[16],這可能是其在棉質(zhì)衣物中高豐度定植的關(guān)鍵因素。其屬下的奧斯陸莫拉菌(Moraxella osloensis)在中國人群皮膚中高豐度富集,并在洗衣機、晾曬后衣物等人類相關(guān)環(huán)境中檢出。Kubota等[17]人推測可能產(chǎn)生4-甲基-3-己烯酸(4-methyl-3-hexenoic acid,4M3H)導(dǎo)致晾曬后衣物出現(xiàn)“濕抹布般的臭味”。副球菌屬(Paracoccus)在棉質(zhì)衣物中檢出豐度較高,該細菌菌屬廣泛分離于水、土壤、污泥等自然環(huán)境中。Jacksch等人[18]也發(fā)現(xiàn)副球菌屬具有在洗衣機中長期定植的潛力。副球菌屬(Paracoccus)通常被認為是纖維素降解模式菌,常用于農(nóng)業(yè)廢棄物降解[19],其高效的纖維素水解能力可能是其在棉質(zhì)衣物上高豐度定植的關(guān)鍵。真菌方面,節(jié)擔菌屬(Wallemia)是棉質(zhì)衣物中檢出豐度最高的真菌菌屬,該菌屬在家庭空氣、家庭灰塵中廣泛分布。Yin等人[20]的研究證實節(jié)擔菌屬(Wallemia)可能通過高活性的纖維素酶促使纖維素降解并轉(zhuǎn)化為有機物,這可能有利于其在棉質(zhì)織物真菌群落中占據(jù)優(yōu)勢。

      毛質(zhì)織物和絲質(zhì)織物主要由角蛋白組成,部分微生物通過角蛋白水解酶水解蛋白結(jié)構(gòu)中的二硫鍵,從而導(dǎo)致羊毛或蠶絲劣化[21]。細菌方面,馬賽菌屬(Massilia)在羊毛衣物中被高頻檢出。作為常見環(huán)境菌屬,馬賽菌屬(Massilia)常分布于水、土壤、巖石表層、空氣中。Michela等人[22]的研究證實,綿羊毛處理殘留物作為改良劑可能提高土壤中馬賽菌屬(Massilia)的豐度,證明潛在的羊毛纖維利用能力可能使其成為羊毛織物中的優(yōu)勢細菌。葡萄球菌屬(Staphylococcus)在絲質(zhì)衣物中被高頻檢出。作為人體皮膚常駐菌,葡萄球菌屬(Staphylococcus)在不同粒徑規(guī)格的絲素蛋白處理下具有較高的存活率[23],推測葡萄球菌(Staphylococcus)可能通過角蛋白酶降解并利用絲素蛋白。真菌方面,相較棉質(zhì)織物,馬拉色氏菌屬(Malassezia)在毛質(zhì)和絲質(zhì)織物中豐度較高,作為人類、寵物皮膚常駐菌,除附著在衣物上的皮脂成分,羊毛和蠶絲中角蛋白基質(zhì)可能為馬拉色氏菌屬(Malassezia)在織物中的高豐度提供適宜的底物[24]。

      結(jié)合養(yǎng)寵人群衣物生境特點,綜合分析衣物樣品中微生物群落結(jié)構(gòu)特點和分離菌株特性,重點關(guān)注衣物中具有潛在致病、致異味特性的菌株。參考《人間傳染病目錄》篩選潛在條件致病菌,本研究中分離獲得的具有潛在致病特性的條件致病菌,包括蠟樣芽胞桿菌(Bacillus cereus)[25]、表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis)、人葡萄球菌(Staphylococcus hominis)、曲霉屬(Aspergillus)[26]、枝孢霉屬(Cladosporium)[27]等;人體、衣物異味可能是由于部分微生物降解人體皮脂、汗液代謝產(chǎn)生的揮發(fā)性有機化合物(VOCs)導(dǎo)致,如異戊二酸、乙酸、4-甲基-3己烯酸等[17, 28]。在本研究中,分離獲得的具有潛在致異味特性的關(guān)鍵菌屬包括,表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)、奧斯陸莫拉氏菌(Moraxella osloensis)[17, 29]、藤黃微球菌(Micrococcus luteus)[28]等。

      4 結(jié)論

      本研究針對養(yǎng)寵人群不同材質(zhì)衣物微生物群落結(jié)構(gòu)開展調(diào)研分析。高通量測序結(jié)果顯示,衣物材質(zhì)差異不會對養(yǎng)寵人群衣物的微生物物種總數(shù)和多樣性產(chǎn)生顯著性影響,變形菌門(Proteobacteria)是三類材質(zhì)衣物樣品中的絕對優(yōu)勢細菌菌門,子囊菌門(Ascomycota)和擔子菌門(Basidiomycota)是三類材質(zhì)衣物中的絕對優(yōu)勢真菌菌門;培養(yǎng)法共分離獲得172株微生物菌種,包括來自25個屬的細菌123株,25個屬的真菌49株。本研究首次通過高通量測序技術(shù)和培養(yǎng)法全面解析養(yǎng)寵人群不同材質(zhì)衣物微生物特征,分離獲得關(guān)鍵微生物菌種資源,為后續(xù)抗菌織物的開發(fā)及衣物健康洗護研究奠定了基礎(chǔ)。

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