今天微生态汇总了上周微生物领域重要期刊最新的研究成果，包括Nature 子刊、ISME Journal、SBB、Plant and Soil等期刊。

   为了方便各位小伙伴研读，我们整理了这些文章对应的pdf文档，有需要的小伙伴可以免费领取文献包（限48h）。具体领取方式请参见文末。

Nature子刊

科研| Nature Reviews Microbiology：根系对营养胁迫的抵抗力

本文由国民少女编译 

   Grant Otto于2021年1月25日在Nature Reviews Microbiology发表题为《The root of nutrient stress resistance》的文章，这项研究表明植物根系屏障功能和根系菌群调控能维持植物营养稳态。调控根系微生物群可以提高植物对养分胁迫的抗性，对农业生产中提高农作物产量具有重要的借鉴意义。

摘要：植物根部内胚层是重要的扩散屏障，但根部微生物群如何影响该屏障功能尚不清楚。目前，Salas-González 等人研究表明，拟南芥的根系屏障功能和根系菌群协调维持植物养分稳态。根屏障基因的突变改变了根的微生物群，而各个根的微生物群对根的扩散屏障，特别是对内胚层细胞壁组成物-软木脂的沉积有不同的影响。重要的是，天然或合成的细菌群落可以影响宿主植物的离子组成，提高植物对营养胁迫的响应能力。转录组学分析显示，微生物群通过影响脱落酸激素的信号传导改变屏障的形成。这些结果表明，调控根系微生物群可以提高植物对养分胁迫的抗性，从而提高农业产量。

原名：The root of nutrient stress resistance

译名：根系对营养胁迫的抵抗力

期刊：Nature Reviews Microbiology

IF：34.209

发表时间：2021. 01.25

通讯作者：Grant Otto

DOI号：10.1038/s41579-021-00521-y

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41579-021-00521-y

科研| Nature Microbiology：宏基因组学分析揭示了地下水生态系统中环生菌CPR细菌和DPAN古细菌的位点特异多样性

本文由白羽编译

   美国加州大学伯克利分校创新基因组学研究所Jillian F. Banfield等人于2021年1月25日在Nature Microbiology发表题为《Genome-resolved metagenomics reveals site-specific diversity of episymbiotic CPR bacteria and DPANN archaea in groundwater ecosystems》的文章，本研究通过对多个位点的地下水微生物群落进行宏基因组分析，揭示出与地下水蓄水层中CPR细菌和DPANN古细菌的位点特异多样性。这对饮用水影响人类健康具有重要的揭示意义。

摘要：候选门级辐射类群(CPR)细菌和DPANN古细菌是在地下水中经常检测到的非孤立的小细胞共生体.地下水地球化学对CPR细菌和DPANN古细菌的丰度、分布、分类多样性和寄主关联的影响尚未得到研究。在此，我们对一个农业地下水和7个原始地下水微生物群落进行了宏基因组分析，共回收了746个CPR和DPANN的基因组。作为当地饮用水来源的原始水源含有多达31%的CPR细菌和4%的DPANN古细菌。我们观察到不同地下水点间宏基因组组装的基因组物种水平重叠程度很小，表明CPR和DPANN群落可以根据理化条件和宿主种群加以区分。低温透射电镜成像和基因组分析使我们能够识别CPR和DPANN谱系，这些谱系可再度附着在宿主细胞上，并表明CPR细菌的生长似乎通过附着宿主细胞表面来刺激。我们的分析揭示了与地下水蓄水层中与不同宿主共存的CPR细菌和DPANN古细菌的位点特异多样性。鉴于CPR和DPANN有机体已经在人类微生物中被发现，并且它们的存在与牙周炎等疾病有关，因此我们的发现与饮用水质量和人类健康的考虑有关。

原名：Genome-resolved metagenomics reveals site-specific diversity of episymbiotic CPR bacteria and DPANN archaea in groundwater ecosystems

译名：宏基因组学分析揭示了地下水生态系统中环生菌CPR细菌和DPAN古菌的位点特异多样性

期刊：Nature Microbiology

IF：15.54

发表时间：2021.1.25

通讯作者：Jillian F. Banfield

通讯作者单位：美国加州大学伯克利分校创新基因组学研究所

DOI号：10.1038/s41564-020-00840-5

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41564-020-00840-5

科研| Nature Communications：新生儿抗生素暴露会通过扰乱肠道微生物定植而损害儿童六岁前的生长

本文由如风编译

  芬兰图尔库大学医院儿科系、芬兰赫尔辛基大学医院儿科研究中心联合以色列萨法德Bar Ilan大学Azrieli医学院的Samuli Rautava和 Omry Koren等人于2021年1月26日在Nature Communications发表题为《Neonatal antibiotic exposure impairs child growth during the first six years of life by perturbing intestinal microbial colonization》的文章。本研究通过对芬兰西南部出生队列 (SFBC) 中的12,422名足月新生儿进行研究，追踪其出生后到6岁的数据，并结合了动物实验，发现了新生儿期使用抗生素可导致肠道菌群紊乱，使得男孩生长减缓，并可对后期生长发育产生影响。这项研究揭示了在婴幼儿期、儿童期使用抗生素对儿童生长发育造成的长期影响，对生命早期健康促进具有重要的启发意义。

摘要：在生命的最初几天接触抗生素被认为会影响新生儿发育的各个生理方面。在这项研究中，我们调查了未经选择的出生队列中的12,422名足月出生的婴儿，研究新生儿期和幼儿期抗生素治疗对儿童生长的长期影响。在调整了潜在的混杂因素后，我们发现男婴接触抗生素后的头6年体重和身高增加显著下降，而女婴未发现这一现象。相比之下，在整个研究期间，男婴和女婴在出生后前6年使用抗生素与体重指数显著升高相关。新生儿抗生素暴露与肠道微生物的显著差异相关，特别是在2岁前，粪便双歧杆菌的丰度和多样性下降。最后，我们证明了从接触抗生素的儿童到无菌雄性小鼠 (并非雌性小鼠) 的粪便微生物群移植会导致显著的生长障碍。因此，我们得出结论，新生儿抗生素的暴露与长期肠道微生物组紊乱有关，并可能导致男孩在生命的前6年中生长减缓，而在儿童期后期使用抗生素与体重指数增加有关。

原名：Neonatal antibiotic exposure impairs child growth during the first six years of life by perturbing intestinal microbial colonization

译名：新生儿抗生素暴露会通过扰乱肠道微生物定植而损害儿童六岁前的生长

期刊：Nature Communications

IF：12.121

发表时间：2021.1.26

通讯作者：Samuli Rautava, Omry Koren

通讯作者单位：芬兰图尔库大学医院儿科系，芬兰赫尔辛基大学医院儿科研究中心，以色列萨法德Bar Ilan大学Azrieli医学院

DOI号：10.1038/s41467-020-20495-4

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-020-20495-4

ISME Journal

科研| ISME J：针对异养菌的新型病毒-宿主模型的高效稀释-灭绝分离

本文由萌萌依编译

  英国埃克塞特大学Ben Temperton等人于2021年01月25日在The ISME Journal发表题为《Efficient dilution-to-extinction isolation of novel virus–host model systems for fastidious heterotrophic bacteria》的文章，该文描述了一种高通量分离挑剔异养菌的病毒宿主系统的方法，它将宿主培养的过程与相关噬菌体的顺序富集和分离结合在一起。作者将此法应用于来自西英吉利海峡的6个月的样本，结果表明，该病毒-宿主系统在培养体系和基因组数据库中的广泛表现将提高对病毒-宿主相互作用的理解，并提高从宏基因组数据中评估生态模式的计算准确性。

文章摘要：尽管自养蓝藻的病毒在模型系统中有很好的代表性，但分离海洋异养微生物及其病毒仍然是一个挑战，它阻碍了量化病毒在营养循环中的重要作用的实验方法发展。本研究描述了一种高通量分离挑剔异养菌的病毒宿主系统的方法，该方法将宿主培养的过程与相关噬菌体的顺序富集和分离结合在一起。将此法应用于来自西英吉利海峡的6个月的样本，我们分离出了全球优势细菌SAR11分支的一个新成员和甲基营养细菌分支OM43的三个新成员。用它们作为诱饵，又分离了117个新的噬菌体，其中包括第一个已知的感染虹吸噬菌体的SAR11噬菌体和第一个分离的OM43噬菌体。对13种新病毒的基因组分析表明，它们代表了3个新的病毒属，侵染分析表明，感染SAR11的病毒具有特异的生态型寄主范围。该病毒-宿主系统在培养体系和基因组数据库中的广泛表现将提高我们对病毒-宿主相互作用的理解，并提高从宏基因组数据中评估生态模式的计算准确性。

原名：Efficient dilution-to-extinction isolation of novel virus–host model systems for fastidious heterotrophic bacteria

译名：针对异养菌的新型病毒-宿主模型的高效稀释-灭绝分离

期刊：The ISME Journal

IF：9.180

发表时间：2021.01

通讯作者：Ben Temperton

通讯作者单位：英国埃克塞特大学

DOI号：10.1038/s41396-020-00872-z

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41396-020-00872-z

SBB 

科研| Soil Biology and Biochemistry：干旱和回湿事件促进了山毛榉林土壤中硝态氮淋失和渗透介导的微生物迁移

本文由白羽编译 

  德国耶鲁大学生物多样性研究所Martina Herrmann等人于2021年1月25日在Soil Biology and Biochemistry发表题为《Drought and rewetting events enhance nitrate leaching and seepage-mediated translocation of microbes from beech forest soils》的文章，本研究通过多个土壤深度取样，测定潜在土壤硝化活性、土壤理化性质和渗流、结合qPCR、Illumina MiSeq扩增子测序，估计微生物细胞通量及其对碳和氮通量的贡献研究了山毛榉林土壤中硝态氮淋失和渗透介导的微生物迁移。对未来温带地区更高频率的干旱下微生物群落的研究具有重要的借鉴意义。

摘要：森林土壤中的硝化作用往往与硝态氮向深层土壤的淋溶增加有关，对地下水资源有潜在影响，并在人为大气氮沉积和预测的极端天气情况下进一步加强。本文旨在探讨2018年夏季严重干旱前后德国中部温带混合山毛榉林土壤硝化潜力、渗透介导硝态氮淋失与硝态氮垂直迁移之间的关系。枯枝落叶层以下和4、16、30 cm土层的硝态氮淋失表现出较高的时间和垂直结构变化，以干旱期16和30 cm最大。土壤潜在硝化活性最大值为4.4 mg N kg^-1 d^-1，只有部分与最大硝态氮淋失10.5 kg N ha^-2符合。氨氧化细菌 (AOB)（主要为Nitrosospira属）和氨氧化古菌 (AOA)（主要为Nitrosotalea属）均随渗流迁移，AOB至少下降一半，AOA随着土壤深度的增加，其渗流丰度增加了1~3个量级。土壤中的种群密度随着时间的推移稳定，但秋季回湿后，渗流中AOA、AOB和总细菌的丰度增加了1个数量级。细菌对枯枝落叶层以下颗粒有机碳 (POC) 和颗粒氮 (PN) 的产出贡献约为17%~34%，其中干旱和回湿后的贡献率最高。我们的发现表明，不仅微生物活性，而且微生物生物量本身的运输也可能成为森林土壤养分通量的重要驱动因素。预示着未来温带地区更高频率的干旱，可能会导致土壤养分通量更频繁的扰动和土壤微生物的输出增加，从而影响土壤和地下环境的微生物群落动态和代谢潜力。

关键词：硝化；氨氧化菌；氨氧化古菌；测渗计

原名：Drought and rewetting events enhance nitrate leaching and seepage-mediated translocation of microbes from beech forest soils

译名：干旱和回湿事件促进了山毛榉林土壤中硝态氮淋失和渗透介导的微生物迁移

期刊：Soil Biology and Biochemistry

IF：5.795

发表时间：2021.1.25

通讯作者：Martina Herrmann

通讯作者单位：德国耶拿大学生物多样性研究所

DOI号：10.1016/j.soilbio.2021.108153

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071721000250

图文摘要

科研| Soil Biology and Biochemistry：土壤中细菌群落对背景浓度铜的耐受性：利用亮氨酸掺入法测定污染诱导的细菌群落耐受性

本文由小白同学编译 

  西班牙维戈大学DavidFernández-Calviño等人于2021年01月28日在Soil Biology and Biochemistry发表题为《Bacterial community tolerance to Cu in soils with geochemical baseline concentrations (GBCs) of heavy metals: importance for Pollution Induced Community Tolerance (PICT) determinations using the leucine incorporation method》的文章，本研究通过亮氨酸掺入法测定了铜对土壤细菌的抑制作用，并得到了五种未污染土壤的细菌群落对铜的背景耐受性。根据土壤理化性质和母质类型拟合方程后，可以由土壤特性来得到细菌群落对铜的背景耐受性，从而推广污染诱导的细菌耐受性方法的应用。

摘要：通过测定重金属污染诱导的细菌群落对铜的耐受性，可以在实验室条件下有效地评价土壤中铜的污染情况。然而，在野外由于缺乏参考基准（即细菌群落对未污染土壤中铜的耐受性），这种从微生物角度考察土壤污染状况的方法具有不确定性。为了解决这个问题，这里以对数IC50为指标引入了细菌群落耐受性的概念来衡量微生物在5种不同未污染土壤中对铜的耐受性。IC50为达到抑制50%土壤细菌生长（通过亮氨酸掺入法测定）时铜的使用量。根据土壤理化性质和母质类型拟合多元线性回归方程，能够解释对数IC50值变异的80%。该方程可以利用土壤特性来确定细菌群落对铜的背景耐受性，从而在没有参考基准的情况下通过测定细菌耐受性来分析土壤重金属污染情况。 

关键词：细菌群落生长、污染、污染诱导的细菌群落耐受性、协同抗性、风险评价

原名：Bacterial community tolerance to Cu in soils with geochemical baseline concentrations (GBCs) of heavy metals: importance for Pollution Induced Community Tolerance (PICT) determinations using the leucine incorporation method

译名：土壤中细菌群落对背景浓度铜的耐受性：利用亮氨酸掺入法测定污染诱导的细菌群落耐受性

期刊：Soil Biology and Biochemistry

IF：5.795

发表时间：2021.01.28

通讯作者：DavidFernández-Calviño

通讯作者单位：西班牙维戈大学

DOI号：10.1016/j.soilbio.2021.108157

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071721000298

科研| Soil Biology and Biochemistry：不稳定的碳输入可提高底物利用率较低的土壤中土壤微生物呼吸的温度敏感性

本文由Sun编译

  中国科学院地理科学与资源研究所Xiu Li等人于2021年01月26日在Soil Biology and Biochemistry发表题为《Temperature sensitivity of soil microbial respiration in soils with lower substrate availability is enhanced more by labile carbon input》的文章，本研究通过使用了对照和添加葡萄糖的处理作为不稳定C输入的类似物进行了一个实验室孵化实验，温度在5至30℃之间变化，并使用八种从热带到温带森林的土壤连续测量了土壤微生物的呼吸作用。对土壤微生物呼吸温度响应的差异进行研究，为微生物生态研究中突出了基质有效性在土壤碳循环中的重要作用。

摘要：土壤微生物呼吸（Rs）的温度敏感性（Q₁₀）是预测气候条件变化时土壤碳（C）通量的关键参数，不稳定的碳通过田间根系分泌物或植物凋落物不断输入土壤。但是，Q₁₀如何响应不稳定的C输入仍然不确定，尤其是在较大的地理区域中。我们从中国东部的一个南北样带收集了从热带到温带森林的八种土壤，并向土壤中添加水作为对照或添加葡萄糖作为类似物，以测定不稳定的C投入量，以研究Q₁₀如何响应不稳定的C投入量尤其在地理规模大的地区。然后，将土壤在5至30℃的不同温度条件下温育2周，并在孵化的1 d，7 d和14 d后以高频率测量Rs（每个样品在12 h内以20 min的间隔测量）。然后计算出对照和葡萄糖添加处理的Rs和Q₁₀。与对照组相比，所有森林土壤中葡萄糖的添加均显著提高了Rs和Q₁₀。对照和葡萄糖添加处理之间Q₁₀（ΔQ₁₀）的增加在八种森林土壤中有显著差异，并且在中纬度地区最高。此外，ΔQ₁₀与土壤碳有效性指数（CAI）呈显著负相关，表明底质可利用性较低的土壤（例如，中国东部中纬度地区的土壤）的Q₁₀比不稳定的碳输入增加的更多。基础底物利用率更高。在不添加葡萄糖的情况下，Q₁₀与底物质量之间的显著负相关关系（SQI，以0℃下的基础微生物呼吸速率测量）支持碳质量温度假说。但是，这种假设在添加葡萄糖后并不总是有效。我们的发现凸显了添加不稳定的碳后基础基质有效性对影响Q₁₀的重要性，这表明未来的C气候模型应包含不同的不稳定C输入场景。

关键词：温度敏感性、土壤微生物呼吸、基质利用、基质质量、葡萄糖

原名：Temperature sensitivity of soil microbial respiration in soils with lower substrate availability is enhanced more by labile carbon input

译名：不稳定的碳输入可提高底物利用率较低的土壤中土壤微生物呼吸的温度敏感性

期刊：Soil Biology and Biochemistry

IF：5.795

发表时间：2021.01.18

通讯作者：Li Xu

通讯作者单位：中国科学院地理科学与资源研究所

DOI号：10.1016/j.soilbio.2021.108148

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038071721000201

科研| Soil Biology and Biochemistry: 欧洲山毛榉和针叶树混交林土壤微生物群落对立地条件的响应

本文由蒋沛含编译 

  哥廷根大学布卢门巴赫动物学和人类学研究所Jing-ZhongLu等人于2021年1月27日在Soil Biology and Biochemistry发表题为《Response of soil microbial communities to mixed forests of European beech and conifers: Variations with site conditions 》的文章，本文研究了本土欧洲山毛榉纯林、挪威云杉、非本土美洲冷杉以及两种针叶树—山毛榉混合林5种森林类型，利用底物诱导呼吸和磷脂脂肪酸定量分析了土壤微生物在不同环境条件下对不同森林类型的结构和功能响应。为根源资源对土壤微生物群结构和功能响应的研究具有重要的借鉴意义。

摘要：树与土壤的相互作用取决于环境条件。植树可能会强烈影响微生物，特别是在不利的场地条件下，损害土壤微生物的功能。为了了解树种组成对土壤微生物的影响，我们利用底物诱导呼吸和磷脂脂肪酸定量分析了土壤微生物在不同环境条件下对森林类型的结构和功能响应。本文研究了5种森林类型，包括本土欧洲山毛榉纯林 (Fagus sylvatica)、扩大林域的挪威云杉 (Picea abies)、非本土美洲冷杉(pseudosuga menziesii) 以及两种针叶树-山毛榉混合林。我们发现微生物的功能强烈地依赖于场地条件，特别是土壤养分。在营养不良的场地，土壤微生物在针叶林和混交林中受到的胁迫更大，特别是在美国花旗松中。相比之下，山毛榉林的微生物结构和功能指标随立地条件变化不大，可能是因为山毛榉为微生物生长提供了大量的根源资源。由于土壤微生物群落对杉木非常敏感，种植杉木可能会损害生态系统的功能，特别是在营养不良的地区。总的来说，根源资源对土壤微生物群落的结构和功能具有重要的决定作用，土壤微生物对含有不同树种的人工林具有敏感的响应。

关键词：美国花旗松、挪威云杉、土壤呼吸、微生物胁迫、生态系统功能、PLFA

原名：Response of soil microbial communities to mixed forests of European beech and conifers: Variations with site conditions

译名：欧洲山毛榉和针叶树混交林土壤微生物群落对立地条件的响应

期刊：Soil Biology and Biochemistry

IF：5.795

发表时间：2021.1.27

通讯作者：Jing-ZhongLu

通讯作者单位：哥廷根大学布卢门巴赫动物学和人类学研究所 

DOI号：10.1016/j.soilbio.2021.108155

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038071721000274

Plant and Soil

科研| Plant Soil：泥炭-蛭石改变微生物群落组成，从而提高土壤肥力和作物产量本文由24桥明月夜（刘汉文）编译 

  中国农业大学资源与环境科学学院英国曼彻斯特大学地球与环境科学学院彭静静等人于2021年1月26日在Plant soil发表题为《Peat-vermiculite alters microbiota composition towards increased soil fertility and crop productivity》的文章，本研究通过不同施肥处理的小麦-玉米轮作体系中的非根际、根际土壤以及根系样品，结合高通量测序技术研究泥炭蛭石对土壤微生物组成及土壤肥力和作物产量的影响。

摘要：背景和目的：治理土壤微生物是发展可持续和生产性农业的主要需求。在这里，我们旨在评估两种不同类型的有机物质改良剂与化肥结合对玉米种植中植物-土壤微生物群的影响及其与土壤肥力和作物生产力的联系。

方法：在长期小麦-玉米轮作系统中收集土壤和根样品，包括三个试验处理:化肥（CF）；化肥加季节性施用粪肥（OM）；化肥加一次性施用泥炭和蛭石（PV）。每个季节，所有三个处理都要归还作物残留物。用细菌16S rRNA基因和真菌ITS测序来阐明非根际土壤、根际土壤和根内微生物群对处理特异性反应。

结果：在为期五年的田间研究中，相对于对照（CF）和粪肥处理（OM），泥炭和蛭石（PV）处理显著提升了土壤有机碳含量、地上植物生物量和粮食产量。泥炭蛭石诱导的微生物组成的变化包括对非根际土壤和根际土壤中指示性扩增子序列变异体的最大处理特异性“效应大小”。相对于CF处理和OM处理，PV共现网络中的交互次数增加了一倍多。潜在的有益微生物，如球霉门(丛枝菌根)、担子菌门、放线菌门和伯克霍尔德氏菌门的各种成员，PV处理的根中富集最多。

原名：Peat-vermiculite alters microbiota composition towards increased soil fertility and crop productivity

译名：泥炭-蛭石改变微生物群落组成，从而提高土壤肥力和作物产量

期刊：Plant Soil

IF：3.299

发表时间：2021.1.26

通讯作者：彭静静

通讯作者单位：资源与环境科学学院；中国农业大学植物-土壤相互作用教育部重点实验室，国家农业绿色发展研究院，

DOI号：10.1007/s11104-021-04851-x

原文链接：

https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-021-04851-x

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