今天微生态汇总了近期Top期刊最新的微生物领域研究成果，包括Water Research、ISME Journal、SBB、Molecular Ecology、Applied and Environmental Microbiology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。

Water Research

科研| Water Research：PAA对混合好氧培养过程影响的长期评估：有机物降解，硝化作用和微生物群落结构

本文由弈轩编译

   美国亚特兰大佐治亚州乔治亚理工学院土木与环境工程学院的Spyros G.Pavlostathis等人于2020年11月30日在Water Research发表题为《Long-term evaluation of the effect of peracetic acid on a mixed aerobic culture: Organic matter degradation, nitrification, and microbial community structure》的文章，本研究通过对家禽加工过程中使用的过氧乙酸的研究，评估了PAA溶液对家禽加工废水的三个生物反应器中好氧降解和硝化的长期影响，同时评估了培养物活力，细胞内活性氧（ROS）和微生物群落结构的变化。

摘要：过氧乙酸（PAA）作为一种消毒剂在许多行业得到了广泛的应用，在家禽加工中的使用也在稳步增加。然而，关于PAA溶液（PAA和H2O2）对家禽加工业使用的生物废水，其处理工艺的潜在抑制作用方面的信息极其有限。本文通过量化COD去除程度和硝化速率，评估了PAA溶液对家禽加工废水的三个生物反应器中好氧降解和硝化的长期影响。还评估了培养物活力，细胞内活性氧（ROS）和微生物群落结构的变化。在进料（间接添加）之前向废水中添加H2O2和PAA溶液不会影响COD的去除和硝化作用。但是，这两个过程都受到直接添加到反应器中的高浓度H₂O₂（即27 mg / L）和PAA溶液（即60 / 8.4 mg / L PAA /H₂O₂）的显著影响。直接添加40/5.6 mg/L的PAA/H2O2是抑制硝化作用的最低剂量。当H₂O₂和PAA直接投加结束时，观察到COD去除率和硝化作用迅速恢复。细胞活力测定表明，对硝化作用的负面影响主要归因于酶的抑制，而不是细胞活力的丧失。对硝化作用的影响与细胞内ROS水平无关。微生物组学分析表明，在长期添加H2O2的过程中，微生物群落的组成发生了重大变化，而添加PAA则发生了更大的变化。氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌的相对丰度没有明显的时间趋势变化，进一步支持了对硝化作用的负面影响主要归因于酶抑制的结论。

关键词：过氧化氢；好氧降解；硝化；抑制；培养活力；细胞内活性氧

原名：Long-term evaluation of the effect of peracetic acid on a mixed aerobic culture: Organic matter degradation, nitrification, and microbial community structure

译名：PAA对混合好氧培养过程影响的长期评估：有机物降解，硝化作用和微生物群落结构

期刊：Water Research

IF：9.130

发表时间：2020.11.30

通讯作者：Spyros G.Pavlostathis

通讯作者单位：美国亚特兰大佐治亚州乔治亚理工学院土木与环境工程学院

DOI号：10.1016/j.watres.2020.116694

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S004313542031229X

ISME Jounal

科研| ISME J：微生物生态位分化解释了海洋氧气最低区域中亚硝酸盐的氧化

本文由Ares编译

  美国普林斯顿大学地球科学系，西班牙加的斯大学，瑞士巴塞尔大学Xin Sun等人于2020年1月6日在ISME J发表题为《Microbial niche differentiation explains nitrite oxidation in marine oxygen minimum zones》的文章，本研究通过在热带北太平洋东部设置两个站点对不同缺氧区进行微生物采样，辅助¹⁵N稳定同位素示踪剂对收集的样品进行检测NO^2-的氧化速率，以及同时使用高度灵敏的LUMOS传感器监测O₂，为研究地球大洋中固氮循环提供一个数学模型。

摘要: 亚硝酸盐是海洋氮循环的重要组成部分。亚硝酸盐的命运决定着固定氮的去留，而固定氮是所有生物体必不可少的营养素。损失发生在反硝化和厌氧氨氧化过程中，通过厌氧亚硝酸盐还原成气体而发生，而保留则通过亚硝酸盐氧化成硝酸盐而发生。在生物地球化学模型中，亚硝酸盐氧化通常由一个动力学参数和一个氧气阈值表示，低于该阈值时，亚硝酸盐氧化被设定为零。在这里，我们发现亚硝酸盐氧化对亚硝酸盐和氧气浓度的响应在太平洋氧气最小区域中沿着氧化还原梯度变化，表明亚硝酸盐氧化组合的生态位分化。值得注意的是，我们观察到从缺氧水收集的样品中，通过添加氧气和亚硝酸盐氧化以及氮的损失，在没有氧气消耗的情况下，亚硝酸盐的氧化被完全抑制。亚硝酸盐氧化细菌，包括在缺氧深度中相对丰度较高的新演化支，也在同一样品中检测到。考虑了在氧化还原梯度上与亚硝酸盐氧化细菌的生态位分化相对应的机制。在生物地球化学模型中实施这些机制对估计固定氮预算有重大影响。

关键词：微生物生态位、固定氮、亚硝酸盐氧化还原

原名：Microbial niche differentiation explains nitrite oxidation in marine oxygen minimum zones

译名：微生物生态位分化解释了海洋氧气最低区域中亚硝酸盐的氧化

期刊：ISME J

IF：9.328

发表时间：2021.1.6

通讯作者：Xin Sun

通讯作者单位：美国普林斯顿大学地球科学系

DOI号：10.1038/s41396-020-00852-3

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41396-020-00852-3

SBB

科研| Soil Biology and Biochemistry：苔藓生物结皮扰动对中国西南退化喀斯特地貌土壤养分、酶活性和微生物群落的影响

本文由达达兔编译

  中国贵州师范大学喀斯特科学学院李晓娜等人于2020年11月9日在Soil Biology and Biochemistry发表题为《Effects of disturbance to moss biocrusts on soil nutrients, enzyme activities, and microbial communities in degraded karst landscapes in southwest China》的文章，本研究主要分析去除生物结皮和没有去除生物结皮，土壤养分含量（土壤有机碳、总氮、总磷、硝态氮和铵态氮）和酶活性（土壤β葡糖苷酶、蔗糖酶和脲酶）。结果表明去除生物结皮的土壤养分含量和酶活性降低。土壤细菌可作为退化喀斯特地区苔藓生物结皮扰动的指示物。这些研究促进人们更好的认识在全球气候变化情况下的生物结皮生态学。

文章摘要：生物结皮是地球表面提供重要功能和服务的生态系统工程师。退化喀斯特地貌的生物结皮生态还没有得到充分的认识。本研究的目的是来填补这项空白，通过比较中国西南相连的退化喀斯特中心地区中完整生物结皮和没有生物结皮的土壤养分、胞外酶活性和微生物群落组成。结果表明，去除生物结皮形成的苔藓一年后，土壤养分含量（土壤有机碳、总氮、总磷、硝态氮和铵态氮）、酶活性（土壤β葡糖苷酶、蔗糖酶和脲酶）比没有去除生物结皮的显著降低。除真菌群落外，去除生物结皮显著降低了细菌群落的总生物量、生物多样性和土壤细菌群落的丰富度，改变了细菌群落结构。此外，去除生物结皮显著降低了细菌网络的大小和复杂度，但是真菌网络的降低程度较小。微生物群落的研究结果表明，在去除生物结皮苔藓的反应上土壤细菌比真菌反应更灵敏，土壤细菌可作为退化喀斯特地区苔藓生物结皮扰动的指示物。总的来说，这些发现突显了在退化喀斯特地貌中保留苔藓生物结皮作为生态系统功能的研究热点的重要性和宝贵的微生物遗传资源的重要性，并促进人们更好的了解在全球气候变化情况下的生物结皮生态学。

关键词：苔藓生物结皮、土壤养分、酶活性、微生物群落、网点、喀斯特地貌

原名：Effects of disturbance to moss biocrusts on soil nutrients, enzyme activities, and microbial communities in degraded karst landscapes in southwest China

译名：苔藓生物结皮扰动对中国西南退化喀斯特地貌土壤养分、酶活性和微生物群落的影响

期刊：Soil Biology and Biochemistry

IF：5.795

发表时间：2020.11

通讯作者：李晓娜

通讯作者单位：贵州师范大学喀斯特科学学院

DOI号：doi.org/10.1016/j.soilbio.2020.108065

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038071720303618

科研| SBB ：一种三嗪类除草剂--去草净 (terbutryn) 的短期毒性评估低估了土壤微生物的敏感性

本文由茗溪编译

   丹麦哥本哈根大学植物与环境科学系Kristian K. Brandt等人于2021年1月7日在Soil Biology and Biochemistry发表题为《Short-term toxicity assessment of a triazine herbicide (terbutryn) underestimates the sensitivity of soil microorganisms》的文章，本研究通过施用terbutryn除草剂对土壤的微生物毒性进行了探索。研究表明：细菌和真菌的生长比土壤呼吸更敏感。随着时间累积，微生物的生长抑制超过40天。此外，还证明目前的生态毒理学指南可能低估了化学品构成的风险。

摘要：持久性三嗪类除草剂和杀菌剂对土壤微生物的影响尚不清楚。本研究以细菌和真菌的生长、底物诱导呼吸 (SIR) 和基础呼吸为生态毒理学终点，研究了去草净 (terbutryn) 对土壤微生物的毒性。在短期 (0 ~ 7天)内，增加terbutryn (0 ~ 800 mg kg^-1) 浓度对细菌和真菌生长的抑制作用可达33 ~ 36% (4h) 和49 ~ 55% (7天)，而SIR和基础土壤呼吸作用不受影响。在长期 (40天) 暴露terbutryn后，细菌和真菌的生长抑制高达76-78%，SIR抑制高达53%。因此，我们的结果证明了土壤中微生物生长的时间累积抑制作用在长时间内存在，并表明当前的生态毒理学指南可能低估了化学品对土壤微生物的风险。

关键词：生态毒理学评价；细菌生长；真菌生长；农药；底物诱导呼吸；时间

原名：Short-term toxicity assessment of a triazine herbicide (terbutryn) underestimates the sensitivity of soil microorganisms

译名：一种三嗪类除草剂 (terbutryn) 的短期毒性评估低估了土壤微生物的敏感性

期刊：Soil Biology and Biochemistry

IF：5.795

发表时间：2021.1.7

通讯作者：Kristian K. Brandt

通讯作者单位：丹麦哥本哈根大学植物与环境科学系

DOI号：10.1016/j.soilbio.2021.108130

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S003807172100002X

科研| Soil Biology and Biochemistry：跨生态系统和土壤深度的微生物碳利用效率，生物量停留时间和温度敏感性

本文由达达兔编译

  澳大利亚西悉尼大学霍克斯伯里环境研究所李金全等人于2020年12月19日在Soil Biology and Biochemistry发表题为《Microbial carbon use efficiency, biomass residence time and temperature sensitivity across ecosystems and soil depths》的文章，本文主要研究在两种温度 (10℃和30℃) 下分别培养三个生态系统 (湿地、草地和森林) 的土壤，土壤深度为 (0-10 cm、20-30 cm和50-60 cm)。通过测量CUE、MRT和Q₁₀发现，在湿地-草原-森林这一水文梯度中，CUE增加但MRT和Q₁₀降低；CUE、MRT和Q₁₀都随着土壤深度增加而增加。在30°C 时 CUE和MRT比在10°C 时低。本研究强调了利用有效底物的化学计量和质量预测微生物碳利用效率和土壤碳温度敏感性变化的重要性。

文章摘要：驱动陆地碳循环的基本机制是通过微生物分解有机质。微生物碳的利用率（CUE），微生物量的停留时间（MRT）和土壤碳温度的敏感性（Q10）共同决定在气候变化中土壤碳的利用。为了揭示土壤深度和不同水文特征对CUE、MRT和微生物呼吸的Q₁₀的影响，本研究在两种温度 (10℃和30℃) 下分别培养三个生态系统 (湿地、草地和森林) 的土壤，土壤深度为(0-10 cm、20-30 cm和50-60 cm)。利用与底物无关的方法测量微生物CUE，将标记水中的¹⁸O加入微生物DNA中，同时测量微生物呼吸。CUE的范围是0.2-0.7，平均值为0.5±0.1，MRT范围是4-73天，平均值为26±19天，Q₁₀范围是1.8-2.9，平均值为2.3±0.3。研究发现，在湿地-草原-森林这一水文梯度中，CUE增加但是MRT和Q₁₀降低；CUE、MRT和Q₁₀都随着土壤深度增加而增加。此外，在30°C 时 CUE和MRT比在10°C 时低。虽然在不同生态系统和土壤深度中调控CUE、MRT和Q₁₀存在一定差异，但是在单独的生态系统和土壤深度中，CUE、MRT和Q₁₀与有效态C：N比、粘土含量和碳质量有较强的相关性。因此，我们的研究结果强调了在不同土壤深度和沿着一个水文梯度，利用有效底物的化学计量和质量预测微生物碳利用效率和土壤碳温度敏感性变化的重要性。主要发现：在湿地-草原-森林这一水文梯度中，CUE增加但是MRT和Q₁₀降低；CUE、MRT和Q₁₀都随着土壤深度增加而增加。在30°C 时 CUE和MRT比在10°C 时低。

关键词：碳利用率，生物量周转，温度敏感性，酶活性，化学计量法，碳循环

原名：Microbial carbon use efficiency, biomass residence time and temperature sensitivity across ecosystems and soil depths

译名：跨生态系统和土壤深度的微生物碳利用效率，生物量停留时间和温度敏感性

期刊：Soil Biology and Biochemistry

IF：5.795

发表时间：2020.12

通讯作者：李金全

通讯作者单位：澳大利亚西悉尼大学霍克斯伯里环境研究所

DOI号：10.1016/j.soilbio.2020.108117

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038071720304132

科研| Soil Biology and Biochemistry：根际对北方森林地表预测植被变化的响应

本文由Cathy编译

  加拿大阿尔伯塔大学Sarah J.Thacker等人于2021年1月19日在Soil Biology and Biochemistry发表题为《Rhizosphere response to predicted vegetation shifts in boreal forest floors》的文章，本研究通过磷脂脂肪酸分析、多底物诱导呼吸等分析探究了植被变化对土壤微生物群落组成和功能的影响。结果表明了预测的北方植被变化有可能导致更直接的根际变化，并强调了未来研究需要将根际包含在内。

摘要：北方森林是地球上最大的单一陆地碳储存地，大约四分之一的碳储存在其地表。随着气候的变化，北方地区的植被预计会发生变化。在加拿大西部，以杨树为主的林分将取代针叶林。在本研究中，我们探究了植被变化对土壤微生物群落组成和功能的影响。本研究的样本是在加拿大阿尔伯塔省西北部模拟自然干扰的生态系统管理 (EMEND) 项目中收集的。为了探究杨树替代原来云杉林的影响，我们调查了树龄为17的云杉区，在这里杨树可以自然再生。我们将这些树与成熟的杨树和云杉林，以及树龄17的杨树进行比较。重点关注了根际，这是微生物活动的热点区域，并将其与森林地表非根际进行了比较。我们采用磷脂脂肪酸 (PLFA) 分析了微生物群落组成，多底物诱导呼吸 (MSIR) 分析了微生物群落功能。并且通过对单个PLFAs的天然丰度同位素分析，以探讨微生物对碳源的利用。结果发现，根际土壤中真菌以及革兰氏阴性菌与革兰氏阳性菌的比例显著高于非根际土壤。与非根际相比，根际样本中真菌和革兰氏阴性菌的生物标志物显示出¹³C耗竭，这表明根际微生物会获取更多的不稳定碳。此外，在微生物群落组成和功能能力方面，杨树对根际的影响大于云杉，并且杨树根际的基础呼吸最高。在不到20年的时间里，原云杉林中再生杨树使其微生物群落的组成向原生杨林转移，根际响应速度快于非根际。因此，本研究表明，预测的北方植被变化有可能导致更直接和更深刻的根际变化，并强调在未来的研究中需要将根际包括在内。

关键词：根际、磷脂脂肪酸、¹³C天然丰度同位素分析、土壤有机质、杨树、白云杉

原名：Rhizosphere response to predicted vegetation shifts in boreal forest floors

译名：根际对北方森林地表预测植被变化的响应

期刊：Soil Biology and Biochemistry

IF：5.795

发表时间：2021.1.19

通讯作者：Sarah J.Thacker

通讯作者单位：加拿大阿尔伯塔大学

DOI号：doi.org/10.1016/j.soilbio.2021.108141

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038071721000134

Molecular Ecology 

科研| Molecular Ecology：海洋双壳类微生物组的十年规模稳定性和变化

本文由Ares编译

   美国加利福利亚大学圣迭戈分校Alexander T.Neu等人于2021年1月12日在Molecular Ecology发表题为《Decade‐scale stability and change in a marine bivalve microbiome》的文章，本研究用一套新颖的保存偏倚测试对4°C下95％乙醇中存储海洋双壳类Donax gouldi样品进行评估，证明了存档宿主组织对长期微生物组分析的适用性。然后，结合这些微生物组数据来评估在十年的时间跨度内物种微生物组的多样性和组成的时间动态，以及证明为何季节性的温度变化以及浮游植物的繁殖过程如何影响物种的微生物组，导致产生两次“自然实验”这样的不同结果。对研究环境变化对海洋微生物组学的影响提供了依据。

摘要: 当今，生态学中最重要的是预测生物种群和群落如何应对人为变化。然而，对于微生物群落，这些预测仍然具有挑战性，主要是由于数据限制。尤其缺乏有关宿主相关微生物群落长期动态的信息。在这项研究中，我们使用保存完好的，新鲜收集的来自海洋双壳类动物宿主Donax gouldii的软组织样本，在一个站点上量化了十年来其微生物组的多样性和组成。现场测量温度，盐度和叶绿素a让我们检测到该物种的微生物组如何响应两个自然实验-温度的季节性升高和浮游植物的繁殖。我们的结果表明，乙醇保存的组织可以提供有关宿主相关微生物群落组成的时间趋势的高分辨率信息。具体而言，具体来说，我们发现尽管水温（由于季节变化而增加了+ 1.6°C）和叶绿素a浓度（超过9倍）增加，但与D.gouldii相关的扩增子序列变体（ASV）的丰富度并没有随时间显著变化 。另一方面，在所有采集年之间，群落的系统发育组成差异很大，在我们的采样期内仅存有六个ASV。总体而言，这些结果表明，与古氏梭菌相关的微生物分类群的多样性在过去的十多年中一直保持稳定，并且响应季节性的环境变化，但是这种稳定性是由其组成的微生物组学大量周转所支撑的。

关键词：环境变化、宿主微生物组、Donax gouldii、微生物保存

原名：Decade‐scale stability and change in a marine bivalve microbiome

译名：海洋双壳类微生物组的十年规模稳定性和变化

期刊：Molecular Ecology

IF：5.163

发表时间：2021.01.12

通讯作者：Alexander T. Neu

通讯作者单位：加利福尼亚大学圣迭戈分校生态学系

DOI号：10.1111/mec.15796.

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/mec.15796

AEM

科研| AEM：可行性qPCR的困境: 更长的扩增子更好吗?

本文由茗溪编译

   比利时鲁汶大学 (KU Leuven) 口腔健康科学系Wim Teughels等人于2020年12月23日在Applied and Environmental Microbiology发表题为《A viability qPCR dilemma: Are longer amplicons better?》的文章。生存力qPCR (v-qPCR) 已经发展成为一种有价值的，主流的技术，以确定样品中存活的微生物数量的qPCR。众所周知，扩增子长度与区分活菌和死菌的能力呈正相关，但与qPCR效率呈负相关。这种权衡通常没有被考虑在内，可能会影响v-qPCR数据的准确性。目前对于最佳扩增子长度尚无共识。本文提供了确定最佳扩增子长度的方法，并考虑了qPCR效率和活菌-死菌区分之间的权衡，提出了最佳v-qPCR的扩增子长度范围。

摘要：生存力qPCR (v-qPCR) 的发展允许通过限制死细胞DNA的扩增来更准确地评估微生物样本的生存力。虽然有价值，但v-qPCR并非绝对可靠。准确区分活/死的最限制因素之一是所用qPCR扩增子的长度。然而，对于选择和设计最优结果的扩增子长度没有共识或指导方针。在这项研究中，广泛的扩增子长度 (68-906 bp) 被用于用活性染料 (PMA) 处理的9种细菌的活的和被杀死的细胞。增加扩增子长度至约200 bp，增加了活细胞和死细胞的定量周期 (quantitative cycle, Cq) 差异，同时保持了良好的qPCR效率。更长的扩增子长度，达到约400 bp，进一步增加了Cq差异，但以牺牲qPCR的效率为代价。在400 bp以上，Cq差异未见有价值的增加。

原名：A viability qPCR dilemma: Are longer amplicons better?

译名：可行性qPCR的困境:更长的扩增子更好吗?

期刊：Applied and Environmental Microbiology

IF：4.016

发表时间：2020.12.23

通讯作者：Wim Teughels

通讯作者单位：比利时鲁汶大学 (KU Leuven) 口腔健康科学系

DOI号：10.1128/AEM.02653-20

原文链接：

https://aem.asm.org/content/early/2020/12/21/AEM.02653-20

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