以寡糖为受体,唾液酸为供体原料,通过化学方法或酶法合成的唾液酸寡糖具有促进双歧杆菌增值、降低血内毒素及血氨、增强机体免疫力的作用。基于唾液酸化寡糖重要的生物学作用,唾液酸化寡糖缀合物的合成以及以天然产物为受体进行唾液酸化修饰在化学和生物学界正在成为一个研究热点,但目前关于唾液酸化寡糖对宿主肠道菌群的影响研究还鲜有报道。鉴于此,本论文利用Illumina高通量测序技术研究了本实验室自主合成的唾液酸化乳果糖对小鼠肠道菌群的影响,探究唾液酸化乳果糖摄入后肠道菌群的变化对宿主健康的影响,以期为新型功能性寡糖在食品及医药行业的应用提供参考。本文主要研究内容及结果如下:(1)唾液酸化乳果糖对小鼠肠道菌群结构的影响通过测序数据比较不同样本的原始数据信息,利用分类学分析及物种组成分析比较摄入4种唾液酸化乳果糖后小鼠肠道菌群在门、纲、目、科、属水平上的结构变化。结果表明,各处理组之间的优化序列数及平均长度相差不大,优化序列长度集中在421-460bp;OTU分析表明,唾液酸化乳果糖的摄入在一定程度上可以丰富小鼠肠道菌群种类;通过分析4种唾液酸化乳果糖摄入前后小鼠肠道菌群在门、纲、目、科、属水平上优势菌群组成结构的变化发现,α-2,3脱氨基唾液酸化乳果糖(Kdn-α2,3-lactulose)组与空白组组成结构差异最大,梭菌目、毛螺菌属相对丰度显著降低,芽孢杆菌纲、芽孢杆菌目、葡萄球菌科、葡萄球菌属相对丰度显著增加,而α-2,6脱氨基唾液酸化乳果糖(Kdn-α2,6-lactulose)组、α-2,3乙酰唾液酸化乳果糖(Neu5Ac-α2,3-lactulose)组和α-2,6乙酰唾液酸化乳果糖(Neu5Ac-α2,6-lactulose)组在各分类水平上的优势菌群的相对丰度与空白组相比虽有所改变,但均无显著差异。(2)唾液酸化乳果糖对小鼠肠道菌群多样性的影响利用mothur及FastUniFrac软件处理样本测序数据,比较摄入4种唾液酸化乳果糖前后小鼠肠道菌群的Alpha多样性及Beta多样性。Alpha多样性分析结果表明,唾液酸化乳果糖组的Chao指数和Ace指数均高于空白组,Kdn-α2,6-lactulose组和Neu5Ac-α2,3-lactulose组的Shannon和Simpson指标优于空白组;此外,Kdn-α2,6-lactulose组和Neu5Ac-α2,3-lactulose组在Rank-Abundance曲线上与空白组相比跨度较宽且走势平缓,具有较好的物种丰度及均匀度;Beta多样性分析结果表明,空白组与Kdn-α2,3-lactulose组的组间群落差异最大,而与其他处理组的组间差异不明显。(3)唾液酸化乳果糖对小鼠肠道菌群代谢功能及关键差异物种的影响利用PICRUSt软件基于16SrDNA高通量测序结果对不同处理组样本肠道菌群的代谢功能进行预测分析,并采用LEfSe多级物种层级树图和线性判别分析(LDA)统计组间在丰度上存在显著性差异的物种。结果表明,Kdn-α2,3-lactulose的摄入显著降低了小鼠肠道菌群代谢功能的丰度,而Kdn-α2,6-lactulose、Neu5Ac-α2,3-lactulose和Neu5Ac-α2,6-lactulose对小鼠肠道菌群的代谢功能影响不明显;LEfSe多级物种差异判别分析结果发现,唾液酸化乳果糖摄入前后小鼠肠道菌群部分物种存在显著差异,不同唾液酸化乳果糖组中部分有害菌数量降低,肠道有益菌数量增加。(4)小鼠肠道菌群与免疫指标的相关性分析根据前期试验测得的摄入4种唾液酸化乳果糖前后小鼠生长特性及免疫指标的变化,利用斯皮尔曼(spearman)相关因素分析探究摄入4种唾液酸化乳果糖后小鼠在属水平上肠道菌群的变化与免疫指标的相关性。结果表明免疫指标的改变可能与摄入唾液酸化乳果糖后肠道菌群的丰度变化有关。以上研究表明,唾液酸化乳果糖对调节小鼠肠道菌群具有一定的积极作用,并能有效减少部分肠道有害菌的数量,促进有益菌的增殖。此外,肠道菌群的改变与小鼠免疫功能之间可能存在一定的相互作用机制,其作用机制有待进一步探索。