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Science、Nature Communications、Gut Microbes、SBB、Gut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。

Science

科研| Science：海洋沉积颗粒物中微生物的硫酸盐还原作用和有机硫的形成

本文由小白同学编译 

  2020年12月17日出版的《科学》杂志发表了美国加州大学圣芭芭拉分校M. R. Raven研究组的最新研究成果。研究发现，在热带东部北太平洋的缺氧带，海洋沉积颗粒物上的微生物能够还原硫酸盐并形成有机硫，这使得更多的碳被保留下来，并维持生态系统的平衡稳定。这项研究有助于理解海洋缺氧带如何影响有机碳的循环。

摘要：气候变暖使得海洋中缺氧区域不断扩大，这可能会改变碳、硫、氮等元素的地球化学循环。然而，目前，缺氧环境影响有机碳循环和封存的作用机制还不甚明了。本研究在热带东部北太平洋缺氧带的沉积物中，发现了微生物还原硫酸盐的现象，一些微生物产生的硫化物能够迅速形成耐酸的有机硫。颗粒物上发生的硫化作用可以增强海洋缺氧带中沉积物对碳的固持能力，并在不断扩大的海洋缺氧带和大气CO₂之间起到稳定的反馈作用。相似机制可能也有助于解释在地球历史上那些更为极端的情况下，与海洋缺氧带有关的有机碳保存事件。

原名：Microbial sulfate reduction and organic sulfur formation in sinking marine particles

译名：海洋沉积颗粒物中微生物的硫酸盐还原作用和有机硫的形成

期刊：Science

IF：41.845

发表时间：2020.12

通讯作者：M. R. Raven

通讯作者单位：加州大学圣芭芭拉分校

DOI号：10.1126/science.abc6035

原文链接：

https://science.sciencemag.org/content/early/2020/12/16/science.abc6035?rss=1

Nature Communications

科研| Nature communications ：揭示猪肠道中分离出的微生物功能及多样性

本文由帆~编译 

  德国RWTH大学医院，德累斯顿工业大学David Wylensek, Thomas C. A. Hitch.等人于2020年12月15日在Nature communications发表题为《A collection of bacterial isolates from the pig intestine reveals functional and taxonomic diversity》的文章，本研究通过收集来自猪肠道的培养细菌，结合16S rRNA扩增子序列测序、宏基因组测序进行meta分析研究。发现了猪肠道中的流行物种和特异性物种，同时研究了新物种的多样性和功能，为今后研究猪肠道微生物菌群多样性和功能提供了新的途径。

摘要：我们对猪肠道菌群的了解仍然很少，尽管这些动物对于生物医学研究和农业非常重要。本研究中，我们收集了来自猪肠道的培养细菌，包括40科中110种和9门。本文提供了22个新种和16个属的分类描述。对16S rRNA扩增子序列数据和宏基因组进行meta分析，揭示了流行物种和猪特异性物种中的乳酸菌、链球菌、羧菌、脱硫弧菌、肠球菌、羧杆菌和几个新属。在这些生物中发现的潜在有趣功能包括在新物种porci羧菌基因组中编码的聚焦转移酶，以及用于生物合成乳肽样流行基因簇。许多菌株在体外试验中去分离初级胆汁酸，scindens羧菌通过去羟基化产生次级胆汁酸。此外，在培养条件下，新物种porci的细胞是球虫或球形的，这与螺旋体科其他菌通常的螺旋形形成对比。该菌株被称为“猪肠道细菌收集” (PiBAC)，可在www.dsmz.de/pibac上公开获取，并为猪肠道微生物菌群的功能研究开辟了新的途径。

原名：A collection of bacterial isolates from the pig intestine reveals functional and taxonomic diversity

译名：揭示猪肠道中分离出的微生物功能及多样性

期刊：Nature communications

IF：12.121

发表时间：2020.12

通讯作者：David Wylensek, Thomas C. A. Hitch.

通讯作者单位：德国RWTH大学医院，德累斯顿工业大学

DOI号：10.1038/s41467-020-19929-w

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41396-020-00837-2

科研| Nature Communications：生物个体大小在大陆和全球尺度介导土壤微生物和线虫群落构建

本文由许茜编译

  中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室蒋瑀霁等人于12月17日在Nature Communications发表题为《Organism body size structures the soil microbial and nematode community assembly at a continental and global scale》的文章，本研究运用大陆环境样品并结合全球尺度的meta分析回答了以下三个问题：（1）稻田土壤中微生物群的距离衰减模式与生物个体大小之间是否存在显著关系？（2）随机确定过程介导的不同个体大小土壤微生物群群落构建的相对影响是什么？（3）在整个生态系统中生物个体大小与随机确定性平衡之间是否存在全局一致的关系？结果显示生物个体大小与群落构建中的随机确定性平衡之间存在普遍联系。最小的微生物（细菌）相对更容易受到扩散随机过程的影响，而较大微生物（真菌、原生生物和线虫）更容易受基于选择的随机过程影响。此外，本研究阐述了生物体生活史特性与不同生态过程如何介导他们各自的群落构建之间重要而一致的关系。

摘要：生物个体大小是一个关键的生活史特性，它通过影响生物水平上生态过程的运作进而影响生物群落构建。然而，关于生态过程的相对影响究竟在多大程度介导了不同大小土壤生物的构建仍然未知。本研究，我们使用大陆样品并结合全球尺度的meta分析对不同大小的土壤微生物和微生物区系的群落构建进行了调查。研究结果显示生物个体大小与群落构建中的随机确定性平衡之间存在普遍联系。最小的微生物（细菌）相对更容易受到扩散随机过程的影响，而较大微生物（真菌、原生生物和线虫）更容易受基于选择的随机过程影响。本研究阐述了生物体生活史特性与不同生态过程如何介导他们各自的群落构建之间重要而一致的关系，从而让我们更好地理解支持土壤生物多样性的机制。

原名：Organism body size structures the soil microbial and nematode community assembly at a continental and global scale

译名：生物个体大小在大陆和全球尺度介导土壤微生物和线虫群落构建

期刊：Nature Communications

IF: 12.121

发表时间：2020.12

通讯作者：蒋瑀霁

通讯作者单位：中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室 

DOI号：10.1038/s41467-020-20271-4

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-020-20271-4

Gut 

科研| Gut：人乳寡糖DSLNT和早产儿肠道微生物组预测坏死性小肠结肠炎

本文由小范儿编译

   纽卡斯尔大学转化与临床研究所Christopher J Stewart等人于2020年12月16日在Gut发表题为《Human milk oligosaccharide DSLNT and gut microbiome in preterm infants predicts necrotising enterocolitis》的文章，这项研究涉及迄今为止规模最大的队列，研究HMO成分与NEC发展之间的关系。研究表明NEC婴儿母亲体内的一种单一HMO (二唾液酸内酯-N-四糖（DSLNT）) 浓度明显较低，DSLNT浓度的降低与微生物组发育的改变有关。结果说明HMOs和肠道微生物组在早产儿健康和疾病中的重要性。这些发现为生物标志物开发、疾病风险分层和预防危及生命的疾病的补充提供潜在的目标。

摘要：坏死性小肠结肠炎（NEC）是一种破坏性肠道疾病，主要影响早产儿。其潜在机制尚不清楚：母乳（MOM）具有保护性，可能与人乳寡糖（HMO）和婴儿肠道微生物组相互作用有关。我们研究HMO谱与婴儿肠道微生物群发育之间的相互作用及其与NEC的关系。对NEC（n = 33）和对照（n = 37）组一批婴儿的母亲乳汁HMO进行分析。在48名婴儿（其中14名患有NEC）中，对婴儿粪便进行纵向宏基因组测序（n = 644）。与对照组相比，NEC婴儿母亲体内的一种单一HMO (二唾液酸内酯-N-四糖（DSLNT）)浓度明显较低。MOM阈值水平为241 nmol / mL，对NEC的敏感性和特异性为0.9。NEC发病前宏基因组测序显示NEC婴儿长双歧杆菌相对丰度较低，阴沟肠杆菌相对丰度较高。微生物群落的纵向发育也受到低MOM DSLNT的影响，母乳低水平DSLNT与早产婴儿肠道群落类型的转变有关，通常在较大的婴儿中观察到。结合HMO和发病前宏基因组数据的随机森林分析准确地将87.5%的婴儿划分为健康或患有NEC。这些结果说明HMOs和肠道微生物组在早产儿健康和疾病中的重要性。这些发现为生物标志物开发、疾病风险分层和预防危及生命的疾病的补充提供潜在的目标。

关键词：HMO、肠道菌群、坏死性小肠结肠炎(NEC)

原名：Human milk oligosaccharide DSLNT and gut microbiome in preterm infants predicts necrotising enterocolitis

译名：人乳寡糖DSLNT和早产儿肠道微生物组预测坏死性小肠结肠炎

期刊：Gut

IF：19.819

发表时间：2020.12.16

通讯作者：Christopher J Stewart

通讯作者单位：英国纽卡斯尔大学转化与临床研究所

DOI号：10.1136/gutjnl-2020-322771

原文链接：

https://gut.bmj.com/content/early/2020/12/15/gutjnl-2020-322771.long

Gastroenterology

综述| Gastroenterology：肠道真菌和病毒对免疫应答和炎症性肠病的影响

本文由萌依依编译 

  纽约格罗斯曼大学医学院和威尔康奈尔医学院的Ken Cadwell 和 Iliyan D. Iliev于2020年12月19日在Gastroenterology发表题为《Effects of Intestinal Fungi and Viruses on Immune Responses and Inflammatory Bowel Diseases》的综述，作者回顾了人类肠道中常见的动物病毒和真菌的研究成果，以及这些病毒和真菌如何影响人体健康和肠道疾病的机理。

摘要：除细菌外，肠道菌群还包含多种真菌和病毒。这些微生物与免疫系统相互作用影响机体健康。宏基因组学的发展已将炎症、自身免疫性疾病与肠道真菌和病毒的改变联系在一起。动物模型研究发现，共生真菌和病毒可以激活与上皮屏障完整性有关的宿主保护免疫途径，但同时也诱导了与炎症性肠病有关的反应。现代化环境的变化和COVID-19的大流行使人类暴露于新的真菌和病毒之下，这带来的后果不明。我们回顾了人类肠道中常见的动物病毒和真菌的研究成果，以及这些病毒和真菌如何影响人体健康和肠道疾病的机理。 

关键词：生物组; 病毒组; 微生物; 病毒; 真菌; 粘膜免疫; 炎症性肠病

原名：Effects of Intestinal Fungi and Viruses on Immune Responses and Inflammatory Bowel Diseases

译名：肠道真菌和病毒对免疫应答和炎症性肠病的影响

期刊：Gastroenterology

IF：17.373

发表时间：2020.12

通讯作者：Ken Cadwell 和 Iliyan D. Iliev

通讯作者单位：纽约格罗斯曼大学医学院和威尔康奈尔医学院

DOI号：10.1053/j.gastro.2020.06.100

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016508520355645

Gut Microbes

综述| Gut Microbes：微生物对健康和炎症肠道环境的适应

本文由萌依依编译 

  美国密歇根州大学的Nobuhiko Kamada等人于2020年12月17日在Gastroenterology发表题为《Microbial adaptation to the healthy and inflamed gut environments》的综述，作者总结了最新的有关共生细菌通过合作或竞争行为定居肠道的机制。我们还回顾了致病菌如何适应发炎肠道并牺牲共生细菌而存活的机制。

摘要：哺乳动物肠道中有100万亿种多样的细菌。共生细菌菌种/菌株相互合作、相互竞争以建立一个平衡良好的社区，这对于维持宿主健康至关重要。病原菌劫持了合作机制或使用策略来逃避竞争机制从而诱导了感染。此外，病原细菌在肠道中引起明显的环境变化（例如炎症），从而促进病原体的选择性生长。在这篇综述中，我们总结了最新的有关共生细菌通过合作或竞争行为定居肠道的机制。我们还回顾了致病菌如何适应发炎肠道并牺牲共生细菌而存活的机制。了解细菌对健康和炎症肠道的适应机理可能提供新的细菌靶向治疗方法，从而选择性地促进有益共生菌的扩张或限制病原菌的生长。

关键词：肠道微生物；共生菌；病原菌；肠炎

原名：Microbial adaptation to the healthy and inflamed gut environments

译名：微生物对健康和炎症肠道环境的适应

期刊：Gut Microbes

IF：7.740

发表时间：2020.12

通讯作者：Nobuhiko Kamada

通讯作者单位：美国密歇根州大学

DOI号：10.1080/19490976.2020.1857505

原文链接：

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19490976.2020.1857505

SBB

科研| Soil Biology and Biochemistry：土壤中真菌和细菌无机氮的固定化率计算

本文由Sun编译

  中国科学院华南植物园马倩倩等人于2020年12月13日在Soil Biology and Biochemistry发表题为《Calculation of fungal and bacterial inorganic nitrogen immobilization rates in soil》的文章，本研究通过基于:真菌和细菌是土壤微生物无机氮固定的主要参与者。如果总无机N固定利率 (以¹⁵N同位素技术)和无机N固定利率的代理真菌和细菌 (以¹⁵N-AS-SIP) 一直在测量土壤N (n≥2)样品, 然后各自的无机N固定利率由真菌和细菌群落可以计算的假设进行计算。提供了一种有效的数学方法，而不是机械地量化土壤无机氮固定中真菌和细菌群落的相对重要性，可将真菌和细菌的无机氮固定率整合到陆地生态系统模型 (如微生物模型) 中。为微生态研究中提高对不同情景下土壤氮保持能力的理解、预测和管理能力成为可能。

摘要：微生物无机氮(N)的固定是氮在土壤中保持的重要机制。然而，由于土壤微生物的高度多样性和复杂性，真菌和细菌是土壤中两大优势微生物群落，目前还没有有效的方法来测定它们各自对N的固定率。我们提出了一个数学框架，结合实验测量的总无机氮固定率和代理真菌和细菌的无机氮固定率，以量化土壤中真菌和细菌群落各自的无机氮固定率。我们的方法将有助于阐明土壤中微生物氮滞留的机制。

关键词：无机氮固定、稳定同位素、氨基糖、真菌、细菌、¹⁵N

原名：Calculation of fungal and bacterial inorganic nitrogen immobilization rates in soil

译名：土壤中真菌和细菌无机氮的固定化率计算

期刊：Soil Biology and Biochemistry

IF：4.152

发表时间：2020.12

通讯作者：马倩倩

通讯作者单位：中国科学院华南植物园

DOI号：10.1016/j.soilbio.2020.108114

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038071720304107

科研| Soil Biology and Biochemistry：在亚热带森林土壤中，微生物生活史策略之间的权衡影响着微生物残留的命运

本文由Sun编译

   中国科学院沈阳应用生态研究所梁超等人于2020年12月15日在Soil Biology and Biochemistry发表题为《Tradeoffs among microbial life history strategies influence the fate of microbial residues in subtropical forest soils》的文章，本研究通过在西双版纳自然保护区附近建立的原生林和再生林 (林龄分别为70年和30年) 中采集凋落叶土壤和植物凋落叶样品，采用林内随机嵌套设计建立样地。在每个森林类型 (主次) 内随机选择三个代表性的研究点进行研究，结合16S rRNA及其基因测序技术解释样品中微生物特性的框架进而有助于解释微生物残留物的命运。为微生态研究中探索关键微生物类群的生活史特性如何影响微生物残留物的丰度以及这些微生物残留物是有机碳形成的一个联系，从而帮助调节生态系统过程提供理论支撑。

摘要：微生物残留在土壤有机质形成过程中起着重要作用，但微生物特性对土壤有机质积累和持久性的影响尚不清楚。通过将微生物生物标记物和基因组学方法相结合，我们测试了主林地(70年生长期)和次生林(30年生长期)的微生物生活史策略和残留积累是否存在差异。结果表明，次生林的微生物残留浓度明显高于原生林，且与子囊菌门、变形菌门、芽单胞菌门等几种丰富的微生物类群密切相关。生活在资源丰富的次生林中的微生物群落也与高产和土壤有机碳(SOC)积累有关(通过残留保持)，而营养有限的原生林则以采用资源获取策略的微生物为主。因此，微生物生活史性状可用于将微生物群落组成和代谢过程与有机碳的周转和转化联系起来。

关键词：微生物残留、功能分类、植物内生微生物、生活史策略、碳循环、原生和次生林

原名：Tradeoffs among microbial life history strategies influence the fate of microbial residues in subtropical forest soils

译名：在亚热带森林土壤中，微生物生活史策略之间的权衡影响着微生物残留的命运

期刊：Soil Biology and Biochemistry

IF：4.152

发表时间：2020.12

通讯作者：梁超

通讯作者单位：中国科学院沈阳应用生态研究所

DOI号：10.1016/j.soilbio.2020.108112

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038071720304089

科研| Soil Biology and Biochemistry：作物叶际和根内生微生物群落对施肥的抗性强于土壤微生物

本文由思敏如月编译 

  福建师范大学地理科学学院胡行伟等人于2020年12月15日在Soil Biology and Biochemistry发表题为《Microbial communities in crop phyllosphere and root endosphere are more resistant than soil microbiota to fertilization》的文章。本文采用高通量测序技术，针对细菌16S rRNA基因和真菌ITS基因进行扩增子测序，分析了高梁根际、大量土、叶际和根内生细菌和真菌多样性和群落结构对长期施肥的响应规律，揭示不同组织内细菌和真菌对施肥的抗性强弱。本研究在高梁不同组织内微生物对施肥处理的抗性方面提供了新证据，并揭示土壤微生物区系的改变是高梁产量和蛋白质含量变化的重要预测因子。

摘要：作物蕴含多样的微生物类群，从而显著地影响其宿主健康和农业生产力。作物生境是一个动态变化的且异质性的环境；因此，作物微生物群在不同组织中呈现空间动态变化。然而，长期施肥作为普遍的农田管理措施，其对作物微生物群的组装过程、它们与作物产量和质量之间互作关系的影响的相关研究甚少。本研究从多种施肥策略的、种植高梁的试验田采集了高梁根、叶、根际土和大量土，通过高通量扩增子测序分析高梁不同部位中细菌和真菌的多样性及群落结构，揭示它们对长期施肥的响应差异性。研究结果表明，根际和大量土中细菌和真菌的多样性高于叶际和根内生；施肥显著影响根际土和大量土中细菌和真菌类群的相对丰度。细菌中溶杆菌属、不动杆菌属、Steroidobacter、RB41和芽球菌属；真菌中镰刀菌属和Guehomyces是影响高梁产量和蛋白质含量的主要因素。SEMs揭示施肥通过影响根际土和大量土中微生物类群间接影响高梁产量和蛋白质含量。此外，本研究发现，作物叶际和根内生的微生物群落比土壤微生物群落对施肥的抗性更强

关键词：作物微生物群、施肥、作物生产力、高梁、细菌、真菌

原名：Microbial communities in crop phyllosphere and root endosphere are more resistant than soil microbiota to fertilization

译名：作物叶际和根内生微生物群落对施肥的抗性强于土壤微生物

期刊：Soil Biology and Biochemistry

IF：5.795

发表时间：2020.12.15

通讯作者：胡行伟

通讯作者单位：福建师范大学地理科学学院

DOI号：10.1016/j.soilbio.2020.108113

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038071720304090

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