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、Trends in Microbiology、mSystems、SBB、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。

Nature子刊

科研| Nature Communications：移植物抗宿主病(GvHD) 粪便微生物移植（FMT）后肠道菌群、真菌群落和病毒组的纵向动态变化研究

本文由明天只是重复过往编译

   香港大学肠道微生物研究中心Paul K. S. Chan和Siew C. Ng等人于2021年1月4日在Nature Communications发表题为《Longitudinal dynamics of gut bacteriome, mycobiome and virome after fecal microbiota transplantation in graft-versus-host disease》的文章，本文研究了一名GvHD病IV期的青少年患者每周服用四次FMT后肠道细菌群（细菌微生物群）、真菌群（真菌微生物群）和病毒群（病毒微生物群）的纵向动态变化。本文除了运用16S rRNA基因测序和鸟枪宏基因组测序分析细菌组成之外，还加强了提取和富集粪便DNA样本以制备病毒样颗粒（VLPs），并分别对富集的真菌和病毒DNA提取物进行了深度宏基因组测序，以分析肠道细菌组、真菌组和病毒组。研究结果表明，在FMT后，受体的肠道细菌组、真菌组和病毒组显示不同的组成模式。

摘要：粪便微生物群移植（FMT）已成为造血干细胞移植后与移植物抗宿主病（GvHD）相关的严重结肠炎的一种潜在治疗方法。细菌从FMT供体移植到受体已有报道，但真菌和病毒在FMT后的变化尚不清楚。本文报道了一名青少年GvHD患者每周接受四次FMT后肠道细菌群、真菌群落和病毒组的纵向动态变化。连续进行FMT后，患者的肠道菌群、菌群和病毒组与FMT前的组成不同，具有可变的时间和空间分布变化。每次FMT后肠道细菌群落的多样性增加。肠道真菌群落最初表现为几个物种的增值，随后在多次FMT后多样性下降。相比之下，肠道病毒组群落随着时间的推移而变化很大，多样性稳步上升。FMTs后，Corynebacterium jeikeium细菌和Torque teno病毒数量减少，同时Caudovirales噬菌体相对丰度增加。总之，FMT可能同时影响肠道微生物组的各种成分，并产生不同的影响。

关键词：粪便微生物群移植、移植物抗宿主病、真菌组、病毒组、细菌组

原名：Longitudinal dynamics of gut bacteriome, mycobiome and virome after fecal microbiota transplantation in graft-versus-host disease

译名：移植物抗宿主病(GvHD) 粪便微生物移植（FMT）后肠道菌群、真菌群落和病毒组的纵向动态变化研究

期刊：Nature Communications

IF：12.121

发表时间：2021年1月4日

通讯作者：Paul K. S. Chan和Siew C. Ng

通讯作者单位：香港大学肠道微生物研究中心

DOI号：10.1038/s41467-020-20240-x

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-020-20240-x

科研| Nature Communications：标杆联合多组学降维方法在肿瘤研究中的应用

本文由萌萌依编译

    法国巴黎PSL大学Laura Cantini和法国马塞大学Anaïs Baudot等人于2021年01月05日在Nature Communications发表题为《Benchmarking joint multi-omics dimensionality reduction approaches for the study of cancer》的文章，文章使用三个互补的基准对九种有代表性的JDR方法进行了系统的评估。首先，我们评估了它们从模拟的多组学数据集中重现真实样本聚类的性能。其次，我们使用TCGA癌症数据来评估它们在预测生存期、临床注释和已知途径/生物学过程方面的优势。最后，我们评估了他们对多组学单细胞数据的分类。

文章摘要：高维多组学数据现在是生物学研究中的标准数据。当它们有效地结合在一起时，可以极大地增强我们对生物系统的理解。为了实现适当的集合，联合降维(jDR)方法是最有效的方法之一。然而，尽管已有几种jDR方法可用，但迫切需要一个具有实用指南的综合基准。我们使用三个互补的基准对九种有代表性的jDR方法进行了系统的评估。首先，我们评估了它们在模拟的多组学数据集中重现真实样本聚类的性能。其次，我们使用TCGA癌症数据来评估它们在预测生存期、临床注释和已知途径/生物学过程方面的优势。最后，我们评估了他们对多组学单细胞数据的分类。从这些深入的比较中，我们观察到intNMF在集群中执行得最好。这项研究开发的代码在Jupyter笔记本电脑-多组学混合(Momix)-中实现，以便实现重复性和支持用户和未来的开发人员使用。

原名：Benchmarking joint multi-omics dimensionality reduction approaches for the study of cancer

译名：标杆联合多组学降维方法在肿瘤研究中的应用

期刊：Nature Communications

IF：12.121

发表时间：2021.01

通讯作者：Laura Cantini & Anaïs Baudot

通讯作者单位：法国巴黎PSL大学&马塞大学

DOI号：10.1038/s41467-020-20430-7

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-020-20430-7

科研| Nature Plants：水稻种子内生菌塑造抗病新功能（国人作品）

本文由茗溪编译

   浙江大学农药与环境毒理学研究所王蒙岑和奥地利格拉茨理工大学环境生物技术研究所Tomislav Cernava等人于2021年1月4日在Nature Plants发表题为《Bacterial seed endophyte shapes disease resistance in rice》的文章，该研究整合了高通量数据、基因突变和分子相互作用分析，揭示了谷物作物水稻种子内生菌在“病害三角”（包括植物、病原体和环境条件）中发挥着潜在的作用，为被细菌性病害侵染的作物栽培研究奠定基础。

摘要：在世界范围内，谷物作物生产受到种子细菌性病害的严重影响。各种作物在当地发生的抗病性仍然难以捉摸。在本研究中，我们观察到同一品种的水稻植株在相同的病原体压力下可以分化成抗病和易感的表型。在鉴定出一种种子内生细菌作为耐药剂之后，对高通量数据、基因突变和分子相互作用分析的整合促进了其潜在作用模式的发现。鞘氨单胞菌（Sphingomonas melonis ）在抗病水稻种子中积累和世代传播，并通过产生邻氨基苯甲酸来抵抗疾病易感表型。在不影响细胞生长的情况下，邻氨基苯甲酸干扰了种子传播病原体植物Burkholderia plantarii的转录起始因子RpoS，可能会导致毒力因子生物合成所需的上游级联反应受损。总体研究结果突出了种子内生菌在“病害三角”的植物病理学范畴中的潜在作用，包括植物、病原体和环境条件。这些见解对于受到全球广泛传播的细菌性病害威胁的现代作物栽培具有潜在的开发价值。

原名：Bacterial seed endophyte shapes disease resistance in rice

译名：水稻种子内生菌塑造抗病新功能

期刊：Nature Plants

IF：13.256

发表时间：2021.1

通讯作者： 王蒙岑和Tomislav Cernava

通讯作者单位：浙江大学农药与环境毒理学研究所、奥地利格拉茨理工大学环境生物技术研究所

DOI号：10.1038/s41477-020-00826-5

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41477-020-00826-5

Trends in Microbiology

科研| Trends in Microbiology：宿主与微生物串扰的调节分子--非编码RNA

本文由艾奥里亚编译

  加拿大Lethbridge研究和开发中心（Lethbridge Research and Development Centre）的Nilusha Malmuthuge等人于2021年1月在Trends in Microbiology发表题为《Noncoding RNAs: Regulatory Molecules of Host - Microbiome Crosstalk》的文章，该综述讨论了miRNAs和圆环在动物模型中对宿主-微生物相互作用中的作用的最新发现，以了解它们作为减缓微生物相关疾病的生物标志物或治疗剂的适用性。通过概述，笔者提出：1、从转录到蛋白质编码，ncRNAs是宿主生物过程的关键调节因子；2、最近的基于组学的研究表明，ncRNAs（如microRNAs和环状RNA），在诸如癌症和肥胖等与微生物群相关的病理过程中，能够调节疾病表型以响应肠道微生物或微生物代谢物；3、除了内源性ncRNAs外（在宿主组织中表达或分泌到血液和肠腔中），饮食外源性ncRNAs也可以对宿主以及宿主的肠道微生物菌群进行调节；4、基于动物模型的结果需要通过跨学科的方法来验证。

文章摘要：最近的证据表明，调控性非编码RNA（microRNAs，环状RNAs）能够调节宿主与微生物的相互作用，并被认为是宿主对微生物相关疾病（如癌症、肥胖和神经退行性疾病）响应的潜在生物标志物。然而，microRNA和环状RNA之间的相互作用增加了调节宿主-微生物相互作用的机制的复杂性。目前关于这些非编码RNA（NcRNA）的了解主要来自于具有可操作性的无菌或基因敲除的动物模型。由于较大的远交系动物不断与变化的环境相互作用，使得与微生物相关的疾病具有复杂性，这一结果导致了将这些知识应用于人类（和家畜）的有效调控更具有挑战性。本文综述了调节性非编码RNA的发现及其在小动物和大动物微生物群相关病理中的作用，并对其作为潜在的治疗药物改善人类（和家畜）健康的作用提供了见解。

原名：Noncoding RNAs: Regulatory Molecules of Host-Microbiome Crosstalk

译名：宿主与微生物串扰的调节分子--非编码RNA

期刊：Trends in Microbiology

IF：13.546

发表时间：2021.1

通讯作者：Le Luo Guan

通讯作者单位：阿尔伯塔大学（University of Alberta）

DOI号：10.1016/j.tim.2020.12.003

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0966842X20303206

ISME Journal 

科研| ISME：土壤微生物随干湿循环和冻融循环而变化

本文由茗溪编译

   荷兰瓦赫宁根大学和生态研究所、英国隆德大学、丹麦哥本哈根大学的Annelein Meisner等人于2021年1月6日在The ISME Journal发表题为《Soil microbial legacies differ following drying-rewetting and freezing-thawing cycles》的文章，该研究通过3阶段针对性的微观实验来验证冻融和干湿循环对土壤微生物有相似的影响这一假设，虽然最终研究结果并不支持该假设，即干燥-再湿润和冻融-解冻会导致微生物组更能容忍额外的波动。当土壤暴露于额外的干湿或冻融循环时，干湿-再润湿的循环 (而不是冻融-再润湿) 影响CO₂释放和土壤微生物组成。但研究结果揭示了一个规律：干湿循环后微生物组组成的变化仍然存在，并可能影响个体微生物的反应和整体群落组成。

摘要：气候变化改变了土壤干湿循环和冻融循环的频率和强度。这些波动影响土壤水分有效性，这是土壤微生物活动的一个关键驱动力。虽然这些波动在土壤微生物组结构上留下印记，但问题在于：一种气候波动 (例如干湿交替) 的遗留是否影响了群落对另一种气候 (例如冻融交替) 的反应。由于这2种现象给出了相似的水分有效性波动，我们假设冻融和干湿循环对土壤微生物组有相似的影响。我们通过建立有针对性的微观实验来验证这一假设。我们将土壤样本暴露在冻融或干湿循环 (第1阶段) 中，接着是一个额外的干燥-再湿润或冻融循环 (第2阶段) ，然后测量了土壤呼吸并分析了土壤微生物组结构。在实验中，与冻融相比，再润湿后观察到更多的CO₂释放和更大的微生物组结构变化。在接下来的冻融循环过程中，干湿交替影响了微生物群和CO₂排放。相反，冻融过程并不影响微生物对干湿循环的反应。研究结果表明，干湿循环对土壤微生物群落和CO₂生成的影响强于冻融循环，且这种模式是由土壤微生物群落结构的持续变化介导的。

原名：Soil microbial legacies differ following drying-rewetting and freezing-thawing cycles

译名：土壤微生物随干湿循环和冻融循环而变化

期刊：The ISME Journal

IF：9.180

发表时间：2021.1

通讯作者：Annelein Meisner

通讯作者单位：荷兰瓦赫宁根大学和生态研究所、英国隆德大学、丹麦哥本哈根大学

DOI号：10.1038/s41396-020-00844-3

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41396-020-00844-3

mSystems

科研| mSystems：真菌群落是枯木细菌群落组成的重要决定因素

本文由小白同学编译

   捷克科学院微生物研究所Iñaki Odriozola等人于2021年1月5日在mSystems发表题为《Fungal Communities Are Important Determinants of Bacterial Community Composition in Deadwood》的文章，本研究将节点物种分布模型应用于枯木真菌和细菌群落高通量测序数据的分析，验证了真菌可以通过影响细菌群落来调控生物间相互作用的假设。这种建模方法可能也有助于分析其他环境中不同微生物组成之间的相互作用。

摘要：真菌-细菌间相互作用对生态系统的正常运作十分关键，探究其相互作用规律对于深入理解生态系统的功能具有重要意义。然而，从研究观测到的共现模式中想要解开物种关联性背后的相关机制并不容易，对于这种关联的指向性也知之甚少。本研究将节点物种分布模型应用于枯木真菌和细菌群落高通量测序数据的分析，探讨真菌和细菌的共现是否由共享栖息地所致，若考虑其生境特征（枯木性质）后，是否还存在细菌-真菌间相互关联性？此外，本文验证了真菌可以通过影响细菌群落来调控这种关联性的假设。为此，本研究定量分析了考虑另一群落时，节点物种分布模型对细菌-真菌群落的预测能力提高了多少。结果表明，真菌和细菌在枯木中形成了紧密的共生网络，包括共同或反向的对环境及生物相互作用的响应。研究还发现，真菌物种和丰度信息大大提高了对细菌丰度的预测能力，而细菌物种和丰度信息对真菌丰度预测能力提高的不多。总之，真菌群落可能对枯木中的细菌具有重要影响。

原名：Fungal Communities Are Important Determinants of Bacterial Community Composition in Deadwood

译名：真菌群落是枯木细菌群落组成的重要决定因素

期刊：mSystems

IF：6.633

发表时间：2020.01.05

通讯作者：Iñaki Odriozola

通讯作者单位：捷克科学院微生物研究所

DOI号：10.1128/mSystems.01017-20

原文链接：

https://msystems.asm.org/content/6/1/e01017-20

科研| mSystems：鸡肠道血清白痢肠炎沙门氏菌感染的遗传肠道微生物组

本文由小范儿编译

   上海交通大学农业与生物学院动物科学系孟和等人于2021年1月5日在mSystems发表题为《MHeritable Gut Microbiome Associated with Salmonella enterica Serovar Pullorum Infection in Chickens》的文章，探讨宿主基因组、肠道微生物组和鸡白痢链球菌感染之间的关系。表明感染白痢鸡的肠道微生物结构发生改变。白痢菌阳性和阴性鸡的后代肠道菌群的多样性和丰度显著不同。在后代中检测到可遗传的肠道菌群。此外，宿主遗传变异与微生物多样性和个体肠道微生物有关。

文章摘要：鸡白痢病是由鸡白痢沙门氏菌亚种 (S. Pullorum) 引起的最常见的腹泻相关疾病之一，对家禽业有负面影响。然而，对鸡肠道微生物群与白痢链球菌感染之间的关系的研究有限。在本研究中，我们通过微生物组比较和微生物组全基因组关联研究 (mGWAS) 研究宿主遗传学、肠道微生物组和鸡白痢病之间的关系。结果发现，鸡感染白痢链球菌可改变39个细菌属的丰度 (P < 0.05)。后代的肠道菌群结构和组成也发生改变。mGWAS结果表明，宿主遗传变异与肠道微生物多样性和个体微生物显著相关。阳性亲本及其子代高丰度的Pelomonas和Brevundimonas与免疫相关基因TGIF1、TTLL12和CCR7等多个基因突变显著相关。这一发现解释了为什么Pelomonas和Brevundimonas在S. Pullorum感染的鸡中可遗传。可遗传的肠道微生物和确定的遗传变异可为选择抗性鸡和消除白痢病提供参考。 

关键词：鸡白痢病、感染、遗传变异

原名：Heritable Gut Microbiome Associated with Salmonella enterica Serovar Pullorum Infection in Chickens

译名：鸡肠道血清白痢肠炎沙门氏菌感染的遗传肠道微生物组

期刊：mSystems

IF：6.633

发表时间：2021.1.5

通讯作者：孟和

通讯作者单位：上海交通大学农业与生物学院动物科学系

DOI号：10.1128/mSystems.01192-20

原文链接：

https://msystems.asm.org/content/6/1/e01192-20/article-info

SBB

科研| Soil Biology and Biochemistry：冰川前缘早期土壤发育中的蓝藻：非异源丝状蓝藻的优势及固氮念珠藻（Nostocales）的磷限制

本文由许茜编译

    科罗拉多大学博尔德分校北极与高山研究所Joseph E.Knelman等人于1月5日在Soil Biology and Biochemistry发表题为《Cyanobacteria in early soil development of deglaciated forefields: Dominance of non-heterocytous filamentous cyanobacteria and phosphorus limitation of N-fixing Nostocales》的文章，本研究分别在2009年10月和2010年8月采集了阿拉斯加Mendenhall冰川前缘和秘鲁Puca冰川前缘的土壤样品，并对其基本理化性质进行测定，提取DNA、扩增，进行16S rRNA基因测序，磷添加实验。得出以下主要结论：在不同环境中发现早期演替土壤中蓝藻的共同模式；非异源丝状蓝藻在演替早期占优势；在最早的演替土壤中，固氮念珠藻（Nostocales）的数量相对有限；固氮念珠藻（Nostocales）对磷的响应揭示了磷限制。

文章摘要：蓝藻通过固定生物生长必需的碳氮而成为初级演替早期阶段土壤发育不可或缺的部分。本研究，我们研究了两个不同冰川前缘演替早期的蓝藻群落以揭示对生态系统发展至关重要的蓝藻群落格局。尽管这些冰川前缘的气候和异养细菌与自养细菌的相对优势存在巨大差异，但我们在早期土壤中发现了蓝藻群落组成的共同模式。这项工作补充了前期工作的局限性表明非异源丝状蓝藻在冰川前缘初级演替早期土壤发育中的重要性。此外，磷（P）添加实验表明在这些新型的景观中，P限制是生态上重要可能固氮的念珠藻（Nostocales）存在受限的机制。

关键词：演替、蓝藻、念珠藻（Nostocales）、假单胞菌（Pseudanabaenales）、磷限制、冰消作用、冰川前缘

原名：Cyanobacteria in early soil development of deglaciated forefields: Dominance of non-heterocytous filamentous cyanobacteria and phosphorus limitation of N-fixing Nostocales

译名：冰川前缘早期土壤发育中的蓝藻：非异源丝状蓝藻的优势及固氮念珠藻（Nostocales）的磷限制

期刊：Soil Biology and Biochemistry

IF: 5.795

发表时间：2021.01

通讯作者：Joseph E.Knelman

通讯作者单位：科罗拉多大学博尔德分校北极与高山研究所

DOI号：10.1016/j.soilbio.2020.108127

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/s0038071720304235

Environmental Microbiology

科研| Environmental Microbiology：高通量超声波喷涂接种法促进稀有微生物菌落培养

本文由达达兔编译

  华中科技大学生命科学与技术学院Huang Xizhi等人于2021年1月5日在Environmental Microbiology发表题为《A high-throughput ultrasonic spraying inoculation method promotes colony cultivation of rare microbial species》的文章，本研究提出了一种新的超声波喷涂接种方法（USI），该方法是将微生物悬浮液分散到数百万个含有单细胞的气溶胶中，然后这些气溶胶自由沉积在凝胶板上，来实现高通量的菌落培养。便于操作的超声波喷涂接种方法（USI）以高通量和单细胞的形式有效的将微生物样品接种在琼脂平板上，消除了在相关组中其它物种的掩盖或竞争，从而提高稀有品种的可培育性。

摘要：目前，微生物菌落的获取方法仍依靠传统的稀释扩散板法（DSP），这种方法是劳动密集型、有技术依赖、生产量低而且不可避免的造成稀有微生物的稀释至灭绝。本研究中，我们提出了一种新的超声波喷涂接种方法（USI），该方法是将微生物悬浮液分散到数百万个含有单细胞的气溶胶中，然后这些气溶胶自由沉积在凝胶板上，来实现高通量的菌落培养。和DSP法相比，USI法显著增加了琼脂板上菌落分布均匀性和产量，将混合在湖泊样品中的稀有大肠杆菌的最小菌落形成丰度从1％提高到0.01％。把这种USI新方法应用到湖泊样品中，在直径为150毫米的LB平板上，从4766个菌落中筛选出16个纤维素降解菌落。但是，当使用常规的DSP时，这些菌落只能被偶尔观测到。16S rRNA序列进一步表明USI增加了菌落形成种类，从11种（用DSP法）增加到23种，包括7种完全检测不到的微生物。除了避免稀释灭绝，便于操作的USI以高通量和单细胞的形式有效的将微生物样品接种在琼脂平板上，消除了在相关组中其它物种的掩盖或竞争，从而提高稀有品种的可培育性。 

关键词：稀释涂敷、减绝稀释法、低丰度微生物、超声波协助喷雾接种、高通量培养

原名：A high-throughput ultrasonic spraying inoculation method promotes colony cultivation of rare microbial species

译名：高通量超声波喷雾接种法促进稀有微生物菌落培养

期刊：Environmental Microbiology

IF：4.933

发表时间：2020.1.5

通讯作者：Liu BiFeng

通讯作者单位：华中科技大学大学生命科学与技术学院

DOI号：10.1111/1462-2920.15386

原文链接：

https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1462-2920.15386

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