Druhová diverzita bifidobakterií hostitelů s různou dietou

Bc. Lada Kratochvílová

Master's thesis

Bidobacterial species diversity of hosts with different diets

Abstract:

Ve své diplomové práci se zabývám druhovou diverzitou bifidobakterií hostitelů s různou dietou. Pro tuto práci byly použity výsledky detekce bifidobakterií pomocí kultivačně závislé metody MALDI-TOF MS z mé bakalářské práce, která se týkala druhové diverzity bifidobakterií a laktobacilů v trávicím traktu člověka v závislosti na dietě. Vzorky stolice totožné se vzorky použitými v mé bakalářské práci byly identifikovány pomocí kultivačně nezávislé metody PCR. Předpokládali jsme rozdíl v detekovaném druhovém zastoupení bifidobakterií u konvenčně se stravujících osob a vegetariánů a to nejen díky dietě, ale především díky rozdílné metodě identifikace. Pomocí identifikace PCR byly detekovány druhy Bifidobacterium adolescentis, B. angulatum, B. bifidum, B. breve, B. catenulatum, B. pseudocatenulatum, B. dentium, B. gallicum, B. longum subsp. infantis, B. longum subsp. longum a B. animalis subsp. lactis. Většina těchto druhů je typická pro mikrobiotu dospělého jedince. Na základě výsledků identifikace bylo stanoveno, že jak u vegetariánů tak i u konvenčně se stravujících se osob převládaly druhy B. longum subsp. longum, B. adolescentis a B. catenulatum/ pseudocatenulatum. Při zpracováním údajů získaných pomocí metody PCR bylo zjištěno, že konvenčně se stravující osoby a vegetariáni měli z 91% totožnou mikrobiotu trávicího traktu. Po porovnání identifikace pomocí kultivačně nezávislé metody PCR odpovídá identifikace z velké části výsledkům získaným kultivačně nezávislou metodou MALDI-TOF MS. Nicméně při použití metody PCR byly častěji identifikovány druhy, jako jsou například B. bifidum a skupina B. catenulatum (B.catenulatum, B. pseudocatenulatum). Ani jedním z použitých přístupů se vzorcích nepodařilo detekovat druh B. breve, který je typický pro lidskou mikrobiotu. Ze zjištěných údajů vyplývá, že druhové zastoupení bifidobakterií je poměrně stabilní v závislosti na dietě. Jak v trávicím traktu lidí konzumující konvenční dietu tak i u vegetariánů byly detekovány druhy bifidobakterií typické pro mikrobiotu dospělého jedince. Kultivačně nezávislá metoda PCR se ukázala jako citlivější. Toto poukazuje na nedostatky kultivačních metod. Bylo by tedy vhodné zaměřit se na specifitu druhů jako je B. angulatum a B. dentium s cílem podpoření detekce těchto hůře kultivovatelných druhů.

Abstract:

In my diploma thesis I am dealing with bifidobacterial diversity of hosts with different diets. For this work I used the results of culture dependent detection of bifidobacteria and MALDI-TOF MS identification obtained during the processing of my bachelor thesis, which was focused on Species diversity of bifidobacteria and lactobacilli in gastrointestinal tract of humans depending on the diet. The samples of the stool, which were identical with the samples used in my bachelor thesis, were identified by culture independent method PCR. We presumed a bifidobacterial species variability of persons on conventional diet and vegetarians. Not only due the diets, but mainly because different identification methods, which were used. Using the PCR identification there were detected species such as Bifidobacterium adolescentis, B. angulatum, B. bifidum, B. breve, B. catenulatum, B. pseudocatenulatum, B. dentium, B. gallicum, B. longum subsp. infantis, B. longum subsp. longum, and B. animalis subsp. lactis. Most of these species are typical for microbiota of adults. Based on these identification results was determined, that predominant species, for vegetarians and also for persons on conventional diet, are B. longum subsp. longum, B. adolescentis and B. catenulatum/ pseudocatenulatum. During the processing of data obtained with the help of the PCR method the results have shown, that the persons on conventional diet and the vegetarians had a 91% identical bifidobacteria and lactobacilli in the gastrointestinal tract. After the comparison of identification using the culture independent method PCR it was mostly identical with the end results obtained by using the culture independent method MALDI-TOF MS. Nevertheless by using PCR there were, more often, identified species which are for example B. bifidum and group B. catenulatum (B. catenulatum, B. pseudocatenulatum). Not with any of the used approaches was it possible in samples to detect B. breve specie typical for microbiota of a human. From the findings of the data it seems that the representation of Bifidobacterium species is relativly stable depending on the diet. Both in the gastrointestinal tract of the persons with conventional diet as well as with the vegetarians there were detected bifidobacterial species typical for adults. Culture independent method PCR has shown to be more sensitive. This is pointing to the deficiency of culture methods. There can be helpful to focus on the species such as B. angulatum and B. dentium with the goal to support detection of these less cultivable species by cultivation on selective media.

Keywords

bifidobakterie, druhová diverzita, identifikace, DNA, PCR

Keywords

bifidobacteria, species diversity, identification, DNA, PCR

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 4. 2017

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Věra Bunešová, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Farm Products Quality and Processing / Farm Products Quality and Processing