环境微生物专栏 | 重要期刊最新研究进展（20210421）-金匮糖方官方网站

科学研究|微生物群:基因协作网络对杜洛克猪肠道微生物群落的调控

西班牙巴塞罗那动物育种与遗传学项目组的项目团队Yuliaxis Ramayo-Caldas于2021年2月21日在《微生物学》上发表了题为《调控杜洛克猪PI“G”群体中盖伊微生物群落的基因共关联网络》的论文，该研究通过构建全基因组关联研究，研究了宿主基因组调控健康杜洛克猪肠道微生物多样性和组成的能力，对于理解微生物调控宿主表型和改善宿主具有重要意义

【/s2/】摘要:【/s2/】【/S2/】背景:【/S2/】家畜肠道微生物组成分析表明，可能有助于调控复杂表型。然而，对宿主对肠道微生物群落的遗传控制知之甚少。先前的研究基于经典的“单基因-单性状”方法评估了宿主基因组在控制猪肠道中原核生物和真核生物中的作用。

结果:为了确定宿主基因组控制健康猪微生物群落多样性和组成的能力，我们对390头猪进行了70 K单核苷酸多态性的基因分型，并对39种微生物表型进行了全基因组关联研究(GWAS)，包括两个多样性指数、31种细菌在属水平的相对丰度和6种共生原生动物的相对丰度。全基因组关联研究结果通过三个分析步骤进行处理，包括:相关权重矩阵、调控影响因素、偏相关和信息论。推测基因调控网络由3561个基因组成(单核苷酸多态性在5 kb以内，p

结论:综上所述，我们的结果确定了调控因子、候选基因和宿主调控微生物群的机制。他们进一步强调了所提出的分析方法的价值，即利用细菌和原生动物之间的多效性和串扰作为宿主和微生物群落之间相互作用的重要因素，来确定遗传标记和候选基因，这些标记和候选基因可以纳入育种计划以改善宿主表现和微生物性状。

关键词:微生物区系，猪，基因网络，调节因子，原生动物，细菌

https://microbiomejournal . biomed central . com/articles/10.1186/s 40168-020-00994-8

ISME日报

科学研究| ISME杂志:植物真菌病原体特异性灭活抗真菌细菌的铁载体

2021年2月22日，杨宇尔-杨亮等人。，中国科学院农业生物技术研究中心，发表在《ISME日报》上，标题为“真菌植物对抗真菌细菌铁载体的特异性灭活”Thogen，在本研究中，使用基质辅助激光解吸电离飞行时间成像质谱仪(MALDI-TOF IMS)揭示洋葱伯克霍尔德氏菌869T2 ( 洋葱伯克霍尔德氏菌[/K0/]869 T2[/S2]在真菌与细菌竞争的研究中，发现真菌可能具有耐药性，真菌的代谢在细菌与真菌的相互作用中发生变化。这些结果表明，监测代谢物的动态变化可以更好地了解代谢物的功能及其对微生物群落的影响。

摘要 : 细菌和真菌分泌多种天然产物，从而抑制彼此的生长发育。细菌与真菌相互作用过程中，分泌代谢物的动态变化非常复杂。铜绿假单胞菌螯合素是许多假单胞菌和伯克霍尔德氏菌产生的铁载体，可诱导植物产生系统抗性。它已被鉴定为抗真菌药物。通过成像质谱和代谢组学分析，发现植物病原褐根病菌(桑黄noxius)可将铜绿假单胞菌螯合素和氢醌螯合物转化为酯类，导致铁螯合和抗真菌活性降低。我们还观察到，脱氢麦角甾醇过氧化物，一种真菌的代谢产物，仅在细菌-真菌相互作用产生的铜绿假单胞菌螯合剂存在下积累。我们首次发现真菌在微生物相互作用中转化铜绿假单胞菌螯合素。我们的发现强调了理解微生物相互作用中代谢物的动态变化及其对微生物群落影响的重要性。

科学研究| ISME日报:蓝山雀食物网中捕食者和猎物之间细菌微生物区系的相似性

加拿大蒙特利尔魁北克大学生物科学系海伦·迪翁-菲尼克斯，2021年2月12日发表在《ISME日报》上，标题为“蓝山雀营养网中捕食者和猎物之间的细菌微生物群相似性”工作，该研究通过了16S rRNA鉴定， 扩增子序列变异 (AsV) 评估和主坐标分析 (PCoA) 对同一食物网s2/] (毛虫) 和蓝胸 (蓝胸) [/S2]

摘要:食物网由一些栖息在微生物群落中的生物组成，它们不仅与宿主相互作用，而且相互作用。然而，目前我们对导致微生物群落变化的因素以及野生环境中微生物群落之间的关系的了解极其有限。因此，为了研究同一食物网中宿主与微生物群落之间的关系，我们对科西嘉岛9个不同地点的细菌微生物群落进行了研究[/K0/] ，其中包括两个生产者——霜霉病菌和霍姆奥克斯菌，一个为了计数细菌微生物群落，我们扩增了蓝山雀粪便、毛虫和叶片样品的16S rRNA。结果表明，两个相邻营养级宿主的细菌群落比两个交替营养级宿主的细菌群落更相似。此外，我们还发现不同的橡树和不同的地方的细菌菌群存在差异。影响不同营养级微生物群落变化的主要因素因空间而异，同一棵树毛虫或同一巢箱蓝胸毛虫粪便中细菌微生物群落的相似性较高。本研究量化了宿主微生物群落三个营养层次之间的关系，阐明了不同宿主之间影响细菌微生物群落形成的因素的变化。

原名:蓝山雀营养网络中捕食者和猎物之间的细菌微生物群相似性

mSystems

科学研究| mSystems:微生物群落的复杂相互作用推动了海洋骨骼的退化

一条鲸鱼倒下了，一切都活了。德国基尔亥姆霍兹(Kiel Helmholtz)海洋研究中心的Erik Borchert等人于2021年2月9日发表了一篇题为“降解一种海洋骨降解微生物生物群落揭示了一种复杂的群落努力”的文章，研究了海洋中的骨骼如何降解。本研究将牛和火鸡的骨骼放置在69米深的海底9个月，利用宏基因组技术分析骨降解微生物群落的结构和功能。揭示了海洋环境中微生物的协同作用驱动骨降解，并推导出相关的酶促过程，对开发肉类和家禽加工业中大量残留的骨材料具有启示意义。

摘要 : 海洋骨骼生物群是大型生物和微生物的复杂组合。然而，获得骨源性营养物所需的酶促反应仍然未知。骨基质是以有机胶原和无机羟基磷灰石为主的复合物。通过田间试验，研究了以有机骨为营养源的微生物组合。在这个实验中，牛和火鸡的骨头被放在挪威峡湾69米深的地方。通过宏基因组测序分析骨表面微生物组合和食骨蠕虫的潜在功能Osedax Mucoloris，发现来自23个细菌科的Osedax Mucoloris59个高质量宏基因组装配基因组(MAGs)，揭示了骨骼微生物群惊人的分类多样性。从12个相关酶系统(包括胶原酶、肽酶和糖苷酶)中鉴定出700多个可能参与骨降解的基因。拟杆菌的MAGs包含最多样的基因库。我们假设无机骨成分的脱矿是通过硫氧化菌和硫还原菌之间硫生物地球化学循环的演替来实现的，从而导致骨表面群落中pH值的降低和后续有机成分的酶促反应。从γ-变形菌Colwell的基因组中提取了一个异常大且新颖的胶原蛋白利用基因簇。

【/s2/】重要性:【/s2/】现代肉禽加工业产生了大量的残留物，而骨是尚未充分开发但具有潜在利用价值的原料。在这项宏基因组学研究中，我们推断了海洋环境中骨降解的微生物途径和酶。我们展示了不同细菌群落成员之间的相互作用，这些细菌群落提供不同的酶功能，并可能涵盖一系列与骨基质成分降解相关的反应。我们发现并描述了一个利用胶原蛋白的新基因簇，它是这种独特环境中的一个关键功能。我们认为不同微生物群之间的相互作用是海洋环境中骨降解的必要条件。

原名:破译海洋骨降解微生物生物群揭示了一个复杂的社区努力

科学研究| mSystems:使用流式细胞术评估微生物群落生长过程中化合物的降解

瑞士洛桑大学基础微生物学系J. R. van der Meer于2021年2月9日在mSystems发表了一篇题为“利用流式细胞术评估微生物群落生长产生的化合物的生物降解”的文章。通常很难区分潜在有毒化合物对微生物群落的影响。一些化合物可能被群落中的几个或多个菌株转化或完全降解，而另一些化合物可能抑制微生物。本研究提出了一种基于机器学习的微生物细胞识别新方法，并用追踪水生群落的动态变化。使用流式细胞仪量化微生物群落的生长，并根据与标准化细胞类型的相似性对群落进行解卷积，同时使用测量的多个细胞参数。化学分析进一步确定了生物降解性，表明特定种群的明显变化与降解有关。该方法对于天然微生物群落的近实时群落组成变化以及推断化合物的生物降解性质具有很大的前景。

摘要:测试天然微生物群落对化合物的生物降解性是化合物生态评价的重要环节。然而，生物降解性测试通常仅限于关注产品的化学转化和潜在转化，或者仅关注降解化合物的单一微生物种类。在这里，我们研究了一种方法，通过结合流式细胞术和机器学习来识别细胞类型，并分析了微生物群落组成和生物量在提供不同化合物时的变化] 在碳剂量范围内，淡水微生物群落在三种可生物降解化合物苯酚、1-辛醇和苯甲酸盐中培养，然后进行量化，并与淡水微生物群落在茉莉酸甲酯、月桂烯和二甲苯麝香中的生长进行比较(作为不可生物降解的对照)。根据细胞数，母体化合物分析，CO20.1-10mg c。 l-1苯酚或1-辛醇，表明6%-25% mg cmg c-1化合物转化为微生物生物量，与，类似剂量相比通过机器学习细胞类型识别和16SrRNA扩增子测序获得群落组成，并对群落组成进行分析。结果表明微生物群落组成取决于化合物和浓度的变化，为0.1mg cl，一般来说，除最高底物浓度(100-1000mg cl-1[/S2]流式细胞术

关键词:生物降解，流式细胞术，淡水，机器学习，微生物群落

原名:利用流式细胞术评估微生物群落生长产生的化合物的生物降解性

双耳同时冷热试验

科学研究| 土壤生物学和生物化学:氮和硫的长期沉积增加了北部森林中与根相关的病原体的多样性，并改变了共生真菌的多样性

加拿大艾伯塔省埃德蒙顿市艾伯塔大学国际土地开垦研究生院的Scott X. Chang等人于2021年2月4日在《土壤生物学和生物化学》上发表了题为“长期氮和硫沉积增加了北方森林中与根相关的植物多样性并改变了相互间的基本多样性。本文主要围绕两个问题:氮和硫如何改变根相关真菌病原菌的多样性？2)氮、硫的加入如何改变外生菌根真菌、暗隔膜真菌和类固醇菌根真菌的多样性？，并发现长期添加氮和硫增加了与根相关的病原体的多样性，尤其是斑星虫，其导致林地中大量黄杨木叶片旺盛和枯萎。氮和硫的添加并不影响暗色败血症的丰度和多样性，但氮的添加降低了矿质土壤中类固醇菌根真菌群落的[/S2]。与根相关的真菌病原体和共生菌多样性的变化表明，长期添加氮和硫会影响北方阔叶林中宿主植物获得养分和抵御病原体的能力。

本文重点:氮和硫的添加增加了与根相关的真菌病原体的多样性；氮的添加增加了黑星病菌的丰度，导致白杨枯萎病。氮的添加增加了对外生菌根真菌对氮敏感的相对丰度。氮的加入会降低香农多样性和均匀性)；菌根真菌。

【/s2/】摘要:【/s2/】人为添加的氮、硫的沉积会改变地面和地下的生物多样性，包括与植物适应性密切相关的根系相关真菌。本研究利用海信测序技术获得的根真菌DNA ITS2扩增子对北方以阔叶树为主的森林进行了研究，并考察了11年来在阔叶树上施用氮和硫对根相关真菌病原体和共生菌(包括外生菌根真菌、深色败血病和类固醇菌根真菌)多样性的影响。长期添加氮和硫增加了与根相关的病原菌的多样性，特别是斑星病菌，导致林地杨树叶片大量旺盛和枯萎。氮和硫的添加不影响深色细菌的丰度和多样性，但氮的添加降低了矿质土壤中甾体菌根真菌群落的香农多样性和均匀度。根相关真菌病原菌和共生菌多样性的变化表明，长期添加氮和硫会影响北方阔叶林中宿主植物获取养分和抵御病原菌的能力。

原名:长期氮和硫沉积增加了北方森林中与根相关的植物多样性，并改变了它们之间的丰富多样性

氮和硫的长期沉积增加了北方森林中与根相关的病原体的多样性，并改变了共生真菌的多样性

通信作者:加拿大艾伯塔省埃德蒙顿艾伯塔大学国际土地开垦研究生院

https://www . science direct . com/science/article/pii/s 0038071721000353 #！

分子生态学

科学研究|分子生态学:根的存在改变了北部森林真菌坏死簇和相关微生物群落的长期分解动态

法国圣保罗明尼苏达大学植物与微生物学系Franç ois Maillard，2021年2月5日发表在《分子生态学》上，标题为“根的存在改变真菌坏死菌Ss和相关微生物群落在北方森林中的长期分解动力学，在这项研究中，不同网目大小的培养袋用于调节植物根和微生物分解种群[/S2]的进入因此，对寄生在真菌坏死块上的微生物群落进行了研究，得出在输入根及其相关的真菌共生体后的最初几年内，微生物群落组成和分解真菌坏死块的酶活性保持动态，为

摘要:最近的研究表明，死真菌菌丝体是土壤碳(C)和氮(N)输入和储存的重要组成部分。因此，控制真菌坏死和分解的微生物群落和生态因子的确定将为真菌有机质(OM)如何影响森林土壤C和养分循环提供重要的见解。我们在北方森林进行了多年的分解实验。通过使用不同网目大小的培养袋控制植物根部和微生物分解群的进入，研究了寄生在真菌坏死群上的微生物群落。在30个月的培养过程中，坏死群相关细菌和真菌群落的分类和功能丰富，在它们能接触到的网袋中分解的后期，贫营养细菌和根相关真菌(即外生菌根、埃里克森样菌根和内生真菌)的数量不断增加。坏死相关β-葡萄糖苷酶活性在第6个月最高，亮氨酸氨肽酶在第18个月最高。基于渐近分解模型，根的存在导致真菌坏死块的初始分解速度更快，但使得后续采样时间内保留的真菌坏死块数量更高。总之，这些结果表明，在根及其相关真菌共生体输入后的最初几年中，微生物群落的组成和分解真菌坏死物质的酶活性保持动态，它们的存在导致微生物坏死率随时间而减慢。

关键词:细菌，北方森林土壤，碳循环，外生菌根真菌，埃里克森样菌根真菌，真菌坏死团，真菌和菌丝周转

原名:根的存在改变了北方森林中功能物质和相关微观群落的长期分解动力学

根的存在改变了北部森林中真菌坏死集群和相关微生物群落的长期分解动态

环境微生物学

科学研究|环境微生物学:微生物将不同的外源底物转化为成分相似的不溶性有机物

厦门大学海洋环境科学国家重点实验室，海洋与地球科学学院蔡阮红、焦念志于2021年2月8日在《环境微生物学》上发表了一篇题为《不同外源底物转化为难降解溶解性有机质相似组成的微生物学》的文章。天然溶解有机质 (DOM) 是由化学分子组成的极其复杂的混合物，而位于深海的大部分DOM在分子组成上具有明显的一致性。到目前为止，【/s2/】还不完全清楚是什么机制使得位于深海的不溶性DOM具有相对均匀的分子组成。在这项研究中，不同的含碳底物与微生物一起孵育，并通过超高分辨率质谱进行分析。发现单个微生物具有一种潜能，可以将不同的有机物转化为组成相似的不溶性DOM，转化生成的DOM分子组成与深海中的DOM高度相似 [/]这些实验结果可能为深海中大量未知的同质不溶性DOM提供了依据。

摘要:海洋溶解有机质(DOM)是一种复杂的分子混合物。深海中存在的DOM通常难以溶解和均匀。虽然深海中DOM的不溶性特征主要归因于微生物的代谢，但微生物的代谢是普遍存在的，不同含碳底物的代谢是否会导致不溶性DOM的分子组成相似，目前尚不清楚。在这里，我们利用生物可以利用的四种底物(L-丙氨酸、海藻糖、DOM提取物、硅藻裂解物)与微生物进行孵育，从而研究外源底物是如何被天然微生物转化的。结果表明，虽然改性基质对初始微生物群落有不同的影响，在黑暗中孵化90天后，几乎所有改性基质都消失了，但在孵化第90天，所有处理的细菌群落组成基本相同。相应地，超高分辨率质谱分析表明，所有孵育实验中DOM的分子组成与不溶性DOM一致，与深海相似。这些结果表明，虽然天然微生物群落的组成会随着接触的底物而改变，但不同底物的长期微生物转化最终会导致形成组成相似的不溶性DOM。这些发现为深海DOM的同质性和不溶性提供了基础。

关键词:溶解有机物；不溶性有机物；深海；微生物群落；荧光溶解有机物

原名:不同的外源底物显微转化为难降解的溶解有机物的模拟成分

翻译:微生物将不同的外源底物转化为成分相似的不溶性有机物

通信作者:厦门大学海洋与地球科学学院海洋环境科学国家重点实验室

AEM

科学研究|应用和环境微生物学:基于培养基的猪肠道细菌分离方法的比较

G. Douglas Inglis等，加拿大莱斯布里奇农业研究与发展中心，2021年2月19日发表于《应用与环境微生物学》，标题为“从集约化猪群中分离“细菌”的基于培养的策略的比较”，本研究以猪为模型动物。收集了回肠、盲肠、升结肠和降结肠不同肠段的粘膜和管腔证实了联合方法的使用对于提高从单胃哺乳动物肠道回收的细菌的多样性是必不可少的，对于了解和探索单胃哺乳动物肠道细菌的组成和功能具有重要意义。

摘要:细菌代表了胃肠道原生动物类群的多样性，分离细菌对于了解它们的功能是非常重要的，但哺乳动物肠道中栖息的大多数细菌是特别注意的 (挑剔的[/)在本研究中，猪被用作模型动物，目的是分离收集在它们肠道中的各种细菌，以及所使用的方法包括长期浓缩、直接电镀、改良的一步法、以及通过处理样品来选择内壁形成组的乙醇和廷达林化方法。动物麻醉后，分离回肠、盲肠、升结肠和降结肠。共有234个种群(]分类群 ) (其中91个种以前没有培养过)从大肠分离的细菌多样性低于代间测序分析检测到的多样性。从长期富集(长期富集)中回收的细菌具有最高的多样性(香农指数[SI]=4.7)，并且设计用于分离内壁形成基团的方法导致了 2.7)，其中分段灭菌( 廷达林化导致的多样性低于乙醇。然而，在乙醇处理的样品和改进的分离芯片样品中，以前没有培养过的细菌具有最高的分离频率，它们的分离频率分别为。重要的是，研究结果证明，在复杂的环境中(一致地)，有必要分离代表哺乳动物肠道多样性的细菌并使用组合方法。

重要性:这项研究证实，提高从单胃哺乳动物肠道中回收的细菌的多样性至关重要。直接平板法(直接平板法) 传统上用于分离肠道细菌，但是一些最新的分离方法(如扩散法[分离芯片(Ichip)我们可以通过用多种培养基演示样品的长期富集来分离最多样的和最新的细菌。分离芯片(Ichip)的应用显示了类似于富集和直接电镀的细菌多样性，并且选择内壁上形成的细菌的方法产生了不同于组成多样性降低的其他方法的回收方法。然而，新的细菌通常通过乙醇处理来分离。通过在复杂环境中(协同)使用组合方法，形成了一种不同的肠道细菌回收方法，可以辅助实验。

科研| 应用与环境微生物学:深海热液海底微生物培养实验揭示了压力和样品处理滞后对自养微生物群落的影响

美国伍兹霍尔海洋研究所海洋化学与地球化学学院卡罗琳 S. Fortunato等人于2021年2月19日发表在《应用与环境微生物学》上，题为“深海热液喷口流体的海底生长实验揭示了压力和滞后时间对自养微生物群落的影响”，该研究基于在船上和海底自然条件下原位培养微生物的实验设计，结合 RNA 稳定同位素检测对于微生物生态学研究中微生物群落对环境变化的响应和代谢研究具有重要的参考意义。

摘要:压降和样品的延迟处理可能会影响船上采集的深海微生物样品的结果。为了解决这一技术难题，我们研制了一种配备远程驱动装置 (ROV) ，并将海底原位实验的结果与船上RNA稳定同位素检测 (RNA-SIP) 实验的结果进行对比，以此来识别轴心国海底火山附近的低温水流，所有培养结果均表明，标记的碳酸氢盐在氢氧化过程中主要被嗜热自养的Epsilonbacteraeota吸收，而而底栖生物原位培养组表现出较高的有氧代谢过程相关转录物表达水平，表明海底热液中存在氧；此外， 热应激蛋白转录物如热休克伴侣蛋白和蛋白酶在船舶培养组中明显富集，表明压力的降低诱导了代谢物的热应激反应结果表明，尽管船上和海底原位实验中的自养微生物群落相似，但也存在明显的差异，这为近自然条件下海洋中自然微生物群落的活动提供了新的思路。

重要性:不同的微生物群落驱动着海洋中的地球化学循环，但对这些生物及其活动的研究，特别是在深海，通常受到技术水平的限制。本研究采用一种新型海洋微生物培养箱，可进行原位培养实验研究深海热液喷口微生物群落。我们在海底和船上进行了同样的稳定同位素检测实验，并结合RNA 测序对海底火山排出的水中[/S2]进行了检测，实验结果表明压力的降低和样品处理的延迟将对微生物群落产生很大影响。与海底原位培养相比，]船上微生物群落受到更大的环境压力 ，自然条件下的原位微生物代谢实验为了解海洋中的微生物活动提供了新的见解。

原名:深海热液喷口流体海底增殖实验揭示压力和滞后时间对自养微生物群落的影响

深海热液海底微生物培养实验揭示了压力和样品处理滞后对自养微生物群落的影响

通信作者:伍兹霍尔海洋研究所海洋化学和地球化学研究所

发布时间：2021-04-23 21:01

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