环境微生物专栏 | 重要期刊最新研究进展(20210421)

2021
04/22

+
分享
评论
微生态
A-
A+

期刊一览。



Microbiome

科研| Microbiome: 基因协同网络调控杜洛克猪种群中肠道微生物的群落

本文由北北编译

   西班牙巴塞罗那动物育种和遗传学计划项目组Yuliaxis Ramayo-Caldas等人于2021年2月21日在Microbiome发表题为《A gene co-association network regulating gut microbial communities in a Duroc pig population》的文章,本研究通过构建全基因组关联分析研究宿主基因组在调控健康的杜洛克猪肠道微生物多样性和组成中的能力,在理解微生物调控宿主表型动物育种中宿主性能改善方面具有重要意义。

 

摘要:背景:对家畜肠道微生物组成的分析表明其可能有助于调控复杂的表型。然而,宿主对肠道微生物群落的遗传控制却知之甚少。先前的研究基于经典的“单基因-单性状”方法分别评估了宿主基因组在控制猪肠道原核生物和真核生物群落中的作用。

结果:为了确定宿主基因组在控制健康猪微生物群落多样性和组成中的能力,我们利用70 K的单核苷酸多态性对390头猪进行基因分型,对其39个微生物表型进行了全基因组关联研究(GWAS),其中包括两个多样性指数,31个细菌在属水平的相对丰度以及6个共生的原生生物的相对丰度。全基因组关联研究结果通过3个分析步骤处理,包括:关联权重矩阵、调控影响因子、偏相关和信息理论。推测基因调控网络由3561个基因(在5 kb以内相关的单核苷酸多态性,P < 0.05)和738913个连接(共同关联的单核苷酸多态性)组成。我们的发现强调了猪肠道微生物生态系统的复杂性和多基因性。在该网络中突出的是PRDM15STAT1ssc-mir-371SOX9RUNX2 5个调控因子,它们分别聚集了942607588284273个连接。PRDM15调节WNT和MAPK-ERK信号上游调控因子的转录,以保护天然的多能性,并且调节Th1和Th2型免疫应答的产生。信号转导分子STAT1 长期以来一直与免疫过程相关,最近被确定为猪繁殖与呼吸综合征疫苗反应的潜在调控因子。调控因子列表丰富了免疫相关通路,预测靶点列表包括先前报道的与猪、小鼠和人类的微生物区系相关的候选基因,如SLIT3SLC39A8NOS1IL1R2DAB1TOX3SPP1THSD7BelF2PIANPA2ML1IFNAR1。此外,我们还发现宿主遗传变异的存在与生产丁酸盐细菌的相对丰度和宿主性能有关

结论:综上所述,我们的结果确定了调控因子、候选基因和宿主调节微生物组的机制。它们进一步强调了提出的分析途径的价值,即利用多效性和细菌与原生生物之间的串扰作为宿主与微生物群相互作用的重要贡献者鉴定可以纳入到育种计划中用以改善宿主性能和微生物性状的遗传标记和候选基因

关键词:微生物区系、猪、基因网络、调控因子、原生生物、细菌

 

原名:A gene co-association network regulating gut microbial communities in a Duroc pig population

译名:基因协同网络调控杜洛克猪种群中肠道微生物的群落

期刊:Microbiome

IF: 11.607

发表时间:2021.2.21

通讯作者:Yuliaxis Ramayo-Caldas

通讯作者单位:西班牙巴塞罗那动物育种和遗传学项目

DOI号:10.1186/s40168-020-00994-8

原文链接:

https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-020-00994-8

 


微信视频预览查看

视频摘要

 ISME Journal

科研| The ISME Journal:真菌植物病原体特异性灭活抗真菌细菌铁载体

本文由R.A Uyghurii编译

    中国科学院农业生物技术研究中心杨玉良(Yul-Liang Yang)等人于2021年2月22日在The ISME Journal发表题为《Specific inactivation of an antifungal bacterial siderophore by a fungal plant pathogen》的文章,本研究中,作者使用基质辅助激光解吸电离飞行时间成像质谱仪(MALDI-TOF IMS)揭示了洋葱伯克霍尔德菌869T2Burkholderia cenocepacia 869T2)和褐根病菌2252P. noxius 2252)之间竞争性相互作用的代谢变化;在真菌和细菌的竞争的研究中发现:真菌可能具有抗药性,真菌代谢在细菌与真菌的相互作用中发生变化。这些结果表明:监测代谢产物动态变化可以更好的了解代谢产物的功能和对微生物群落影响。

 

摘要细菌和真菌会分泌许多天然产物,从而抑制彼此的生长发育。在细菌和真菌之间的相互作用过程中,分泌代谢产物的动态变化非常复杂。绿脓杆菌螯铁蛋白(Pyochelin)是一种由许多假单胞菌(Pseudomonas)和伯克霍尔德氏菌(Burkholderia)产生的铁载体,可诱导植物产生系统抗性,它已被确定为抗真菌剂。通过成像质谱和代谢组学分析,我们发现植物病原体褐根病菌(Phellinus noxius)可以将绿脓杆菌螯铁蛋白和对苯二酚原螯合物转化为酯化物,从而导致铁螯合减少、抗真菌活性降低。我们还观察到,真菌代谢产物过氧化脱氢麦角甾醇(dehydroergosterol peroxide)仅在通过细菌-真菌相互作用产生的绿脓杆菌螯铁蛋白存在下积累。我们首次发现了在微生物相互作用中真菌对绿脓杆菌螯铁蛋白的转化。我们的发现突出了理解代谢物在微生物相互作用中的动态变化及其对微生物群落的影响的重要性。

 

原名:Automated design of synthetic microbial communities

译名:真菌植物病原体特异性灭活抗真菌细菌铁载体

期刊:The ISME Journal

IF:9.18

发表时间:2021.2.22

通讯作者:杨玉良(Yul-Liang Yang)

通讯作者单位:中国科学院农业生物技术研究中心

DOI号:10.1038/s41396-020-00871-0

原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41396-020-00871-0





科研| ISME Journal:蓝山雀食物网中捕食者与被捕食者间细菌微生物群的相似性

本文由有点卡编译

   加拿大魁北大学蒙特利尔分校生物科学系Hélène Dion-Phénix等人于2021年2月12日在ISME Journal发表题为《Bacterial microbiota similarity between predators and prey in a blue tit trophic network》的文章,本研究通过16S rRNA鉴定扩增子序列变异 (ASVs) 评估以及主坐标分析 (PCoA) 对处于同一食物网中的两种橡树树叶 (downy and holm oaks)、毛毛虫 (caterpillars) 和蓝山雀 (blue tits) 体内细菌微生物群之间的关系进行了研究,并选取了科西嘉岛(Corsica) 九个不同取样点,进而揭示了不同营养级宿主体内细菌微生物群组成的变化存在空间差异。这一研究表明在野生环境中各营养级之间微生物群可能存在传递,为揭示摄食与宿主微生物群的形成之间的关系提供了新的见解。

 

摘要:食物网由一些寄居着微生物群的生物组成,这些微生物群不仅与它们的宿主存在相互作用,同时微生物群之间也能互相影响。然而,目前我们对引起微生物群变化的因素以及在野生环境下微生物群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之间的关系,我们对科西嘉岛 (Corsica) 九个不同地点生物体内的细菌微生物群进行了研究包括两种生产者——软橡木和硬橡木 (downy and holm oaks) 、一种初级消费者——毛毛虫 (caterpillars) 和一种次级消费者——蓝山雀 (blue tits) 。为了统计细菌微生物群,我们分别对蓝山雀的粪便、毛毛虫以及叶片样本的16S rRNA进行了扩增。结果表明,两个相邻营养级宿主体内的细菌微生物群相比于两个相间营养级宿主更相似。此外,我们还发现不同橡木以及不同地点之间的细菌微生物群存在差异。影响各营养级体内微生物群变化的主要因素因空间而异,并且取自同一棵树的毛毛虫或同一个巢箱的蓝山雀粪便中细菌微生物群相似性更高。这项研究量化了三个营养级宿主微生物群之间的关系,并阐明了影响细菌微生物群形成的因素在不同宿主之间的变化。

 

原名:Bacterial microbiota similarity between predators and prey in a blue tit trophic network

译名:蓝山雀食物网中捕食者与被捕食者间细菌微生物群的相似性

期刊:ISME Journal

IF:9.180

发表时间:2021.2.12

通讯作者:Hélène Dion-Phénix

通讯作者单位:加拿大魁北大学蒙特利尔分校生物科学系

DOI号:10.1038/s41396-020-00836-3

原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41396-020-00836-3

mSystems

科研| mSystems:微生物群落复杂的相互作用驱动海洋骨骼降解

本文由夏虫编译

   一鲸落,万物生。德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心Erik Borchert等人于2021年2月9日在mSystems发表题为《Deciphering a Marine Bone-Degrading Microbiome Reveals a Complex Community Effort》的文章,研究了海洋中骨骼是如何降解的。本研究将牛和火鸡的骨头放置在69米深的海底培养9个月,并利用宏基因组技术对骨骼降解微生物群落的结构和功能进行分析。揭示了微生物的协同作用驱动海洋环境中的骨骼降解并推断了相关的酶促过程,为开发肉类和家禽加工业残留的大量骨骼原料具有启示意义。

 

摘要海洋骨骼生物群系是包含大型生物和微生物的复杂组合。然而,获得骨源性营养物质所需的酶促反应仍是未知的。骨基质是一种主要由有机的胶原和无机的羟基磷灰石组成的复合物。我们通过野外实验研究了以有机骨骼为营养来源的微生物组合。实验将牛和火鸡的骨头放置在挪威峡湾69米深的地方。利用宏基因组测序,分析了骨骼表面和食骨蠕虫Osedax mucofloris中的微生物组合的潜在功能,Osedax mucofloris是鲸落中常见的可降解骨的入侵者。研究发现了来自23个细菌科的59个高质量宏基因组组装基因组(MAGs),揭示了骨骼微生物组惊人的分类学多样性。研究鉴定了超过700个可能参与骨降解的来自12个相关酶系(主要包括胶原酶、肽酶和糖苷酶)的基因。拟杆菌纲(Bacteroidia)的MAGs包含了最多样的基因库。我们假设无机骨骼成分的去矿化是通过硫氧化菌和硫还原菌之间的硫生物地球化学循环的演替来实现的,导致了pH值下降和随后骨骼表层群落有机成分的酶促反应。从γ变形菌科尔韦尔氏菌属(Colwellia)的一个基因组中提取出了一个异常大而新颖的胶原利用基因簇。

重要性:现代肉类和家禽加工业产生了大量的残留物,骨头是一种未被充分开发、但有潜在利用价值的原料。在这项宏基因组学研究中,我们推断了参与海洋环境中骨骼降解的微生物途径和酶。我们论证了不同细菌群落成员之间的相互作用,这些成员提供不同的酶功能,有可能覆盖一系列与骨基质成分降解有关的反应。我们鉴定并描述了一种新的利用胶原蛋白的基因簇,这在这种独特的环境中是一个关键的功能。我们认为,不同微生物类群之间的相互作用是实现海洋环境中骨骼降解的必要条件

关键词:食骨蠕虫、骨骼生物群系、骨骼降解、宏基因组

 

原名:Deciphering a Marine Bone-Degrading Microbiome Reveals a Complex Community Effort

译名:微生物群落复杂的相互作用驱动海洋骨骼降解

期刊:mSystems

IF:6.633

发表时间:2021.02.09

通讯作者:Erik Borchert

通讯作者单位:德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心

DOI号:10.1128/mSystems.01218-20

原文链接:

https://msystems.asm.org/content/6/1/e01218-20





科研| mSystems:使用流式细胞术评价微生物群落生长过程中对于化合物的降解

本文由CrystalJ编译

   瑞士洛桑大学基础微生物学系J. R. van der Meer等人于2021年2月9日在mSystems发表题为《Assessing Biodegradability of Chemical Compounds from Microbial Community Growth Using Flow Cytometry》的文章。潜在有毒化合物对微生物群落的多种影响通常很难辨别。有的化合物可能被群落中的少数或多个菌株转化或完全降解,而有的化合物则可能对微生物产生抑制作用。在本研究中,我们基准了一种基于机器学习微生物细胞识别的新方法,以快速踪水生群落的动态变化。利用流式细胞仪对微生物群落的生长进行量化,并基于与标准化的细胞类型的相似性,同时使用测量的多个细胞参数对群落进行反卷积。通过化学分析进一步测定生物降解,表明了特定种群的明显变化与降解相关该方法对天然微生物群落的近实时群落组成变化和推断复合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能力是化合物生态评价的重要环节。然而,生物降解能力测试经常受限于只关注产物的化学转化和潜在转化或者只关注于降解化合物的单个微生物物种。在这里,我们研究了一种方法,通过结合流式细胞仪和机器学习的细胞类型的识别,同时分析在提供不同化合物时,研究微生物群落组成改变生物量的变化在碳剂量范围内,淡水微生物群落在三种易于生物降解的化合物苯酚,1-辛醇和苯甲酸盐中进行培养,然后对其进行量化,并与淡水微生物群落在茉莉酸甲酯,月桂烯和二甲苯麝香三种芳香剂中的生长(作为不可生物降解的对照)进行对比。根据细胞数量母体化合物分析CO2的生成以及14C标记的化合物推断出化合物的质量平衡在0.1-10mg C· L-1苯酚或1-辛醇之间,表明在2-4天之内,6%-25% mg C·mg C-1化合物转化为微生物的生物量25%-45%化合物以CO2形式释放。相比之下,相似剂量的茉莉酸甲酯和月桂烯对微生物群落生长的促进作用更慢4-10天),并且促进转化生成的生物量更低2.6%-6.6% mg C·mg C-14.9%-22% CO2)。通过机器学习细胞类型的识别和16SrRNA扩增子测序得到了群落组成,对群落组成进行分析,结果表明微生物群落组成依赖化合物和浓度的改变,在0.1mg C· L-1苯酚和1-辛醇下,微生物亚群表现出明显的富集。总的来说,除了所使用的最高底物浓度(100-1000mg C· L-1)外,在实验所使用的其他底物浓度下,在微生物生长的初始阶段和稳定期,其群落组成是相似的。流式细胞术计数因此适用于推断有机化合物的生物降解性,生物量平衡和近实时评价有关微生物亚群的改变

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:Assessing Biodegradability of Chemical Compounds from Microbial Community Growth Using Flow Cytometry

译名:使用流式细胞术评价微生物群落生长过程中对化合物的降解

期刊:mSystems

IF:6.633

发表时间:2021.02.09

通讯作者:J. R. van der Meer

通讯作者单位:瑞士洛桑大学基础微生物学系

DOI号:10.1128/mSystems.01143-20

原文链接:

https://doi.org/10.1128/mSystems.01143-20

SBB

科研| Soil Biology and Biochemistry:氮和硫的长期沉积增加了北方森林中与根相关的病原菌多样性,并改变了共生真菌的多样性

本文由R.A Uyghurii编译

   加拿大艾伯塔省埃德蒙顿市艾伯塔大学土地开垦国际研究生院的Scott X. Chang等人于2021年2月4日在Soil Biology and Biochemistry发表题为《Long-term nitrogen and sulfur deposition increased root-associated pathogen diversity and changed mutualistic fungal diversity in a boreal forest》的文章。本文主要是围绕两个问题:氮和硫如何改变根相关真菌病原菌的多样性?2) 氮和硫的添加如何改变外生菌根真菌,深色隔生菌和类固醇菌根真菌的多样性?进行了研究,并发现:长期添加氮和硫增加与根相关的病原菌,特别是在林地中大量引起黄杨叶旺盛和引起枯萎病的斑点黑星菌(Venturia macularis的多样性。氮和硫的添加不会影响深色隔生菌的丰度多样性,但氮的添加会降低矿质土壤类固醇菌根真菌群落Shannon多样性(Shannon diversity)和均匀度(evenness)。根系相关真菌病原体和共生菌(mutualist)多样性的变化表明,长期添加N和S将影响阔叶为主的北方森林中宿主植物在获取养分和防御病原菌的能力。

本文亮点:氮和硫的添加增加了根相关真菌病原体的多样性;氮的添加增加了斑点黑星菌(Venturia macularis)的丰度,导致枯萎病(aspen blight);氮的添加增加了对氮敏感的外生菌根真菌的相对丰度;氮的添加会降低类群菌根真菌的Shannon多样性(Shannon diversity)和均匀度(evenness);

 

摘要:人为添加的氮和硫的沉积可以改变地面和地下的生物多样性,包括与植物适应性紧密相关的与根相关的真菌。 本研究中,使用HiSeq测序技术获得的根真菌DNA ITS2扩增子对阔叶树为主的北方森林进行了研究,调查了在11年内对阔叶树施予氮和硫对包括外生菌根真菌,深色隔生菌和类固醇菌根真菌在内的根相关真菌病原菌和共生菌(mutualist)多样性的影响。长期添加氮和硫增加了与根相关的病原菌,特别是在林地中大量引起黄杨叶旺盛和引起枯萎病的斑点黑星菌(Venturia macularis)的多样性。氮和硫的添加不会影响深色隔生菌的丰度和多样性,但氮的添加会降低矿质土壤中类固醇菌根真菌群落的Shannon多样性(Shannon diversity)和均匀度(evenness)。根系相关真菌病原体和共生菌(mutualist)多样性的变化表明,长期添加N和S将影响阔叶为主的北方森林中宿主植物在获取养分和防御病原菌的能力

 

原名:Long-term nitrogen and sulfur deposition increased root-associated pathogen diversity and changed mutualistic fungal diversity in a boreal forest

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

期刊:Soil Biology and Biochemistry

IF:5.795

发表时间:2021.2.4

通讯作者:Scott X. Chang

通讯作者单位:加拿大艾伯塔省埃德蒙顿市艾伯塔大学土地开垦国际研究生院

DOI号:10.1016/j.soilbio.2021.108163

原文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071721000353#!

Molecular Ecology

科研| Molecular Ecology:根的存在改变了北方森林中真菌坏死团和相关微生物群落的长期分解动态

本文由挖提编译

    法国明尼苏达大学圣保罗分校植物与微生物学系François Maillard等人于2021年2月5日在Molecular Ecology发表题为《Root presence modifies the long‐term decomposition dynamics of fungal necromass and the associated microbial communities in a boreal forest》的文章,本研究通过使用不同网目大小的培养袋来调控植物根微生物分解群体的进入,从而对寄生在真菌坏死团上的微生物群落进行研究,得出微生物群落组成分解真菌坏死团的酶活性在根及其相关的真菌共生体刚开始输入的数年内仍然保持动态等结论,为真菌坏死团和相关微生物群落长期分解动态研究提供了重要的借鉴意义。

 

摘要:最近的研究表明,死亡的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,调控真菌坏死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和营养循环这一问题提供重要的见解。我们在北方森林进行了一项长达多年的分解实验,通过使用不同网目大小的培养袋来调控植物根和微生物分解群体的进入,从而对寄生在真菌坏死团上的微生物群落进行研究。在为期30个月的培养过程中,坏死团相关细菌和真菌群落于分类和功能上都十分丰富,并且在它们能够接触到的网袋中分解的后期,寡营养细菌和根相关真菌(即外生菌根、类埃里克森菌根和内生真菌)的数量不断增加。坏死块相关的β-葡萄糖苷酶在第6个月时活性最高,而亮氨酸氨基肽酶在第18个月时活性最高。基于渐近分解模型,根的存在导致真菌坏死团的分解初始速度更快,但使得真菌坏死团在之后的采样时间中保留的数量更高。总的来说,这些结果表明,微生物群落组成和分解真菌坏死团的酶活性在根及其相关的真菌共生体刚开始输入的数年内仍然保持动态,并且它们的存在导致了微生物坏死速率随时间的推移而减慢。

关键词:细菌、北方森林土壤、碳循环、外生菌根真菌、类埃里克森菌根真菌,真菌坏死团、真菌、菌丝周转

 

原名:Root presence modifies the long‐term decomposition dynamics of fungal necromass and the associated microbial communities in a boreal forest

译名:根的存在改变了北方森林中真菌坏死团和相关微生物群落的长期分解动态

期刊:Molecular Ecology

IF:5.163

发表时间:2021.02.05

通讯作者:François Maillard

通讯作者单位:法国明尼苏达大学圣保罗分校植物与微生物学系

DOI号:10.1111/mec.15828

原文链接:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/mec.15828

Environmental Microbiology

科研| Environmental Microbiology:微生物转化不同外源底物为组成相似的难溶有机物质

本文由CrystalJ编译

    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鸿和焦念志等人于2021年2月8日在Environmental Microbiology发表题为《Microbial transformation of distinct exogenous substrates into analogous composition of recalcitrant dissolved organic matter》的文章。天然溶解有机质 (DOM) 是一种极其复杂的由化学分子组成的混合物,大部分位于深海的DOM在分子组成上具有明显的一致性。到目前为止,还不完全知道是什么机制使难溶的位于深海的DOM具有相对均匀的分子组成。研究通过将不同含碳底物与微生物进行孵化,借助超高分辨率质谱技术进行分析,发现单个微生物具有一种潜力,可以将不同有机物质转化为组成相似的难溶的DOM,转化生成的DOM与深海处的DOM的分子组成高度相似。这些实验结果可能为深海中存在的大量未知的同质的难溶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。存在于海洋深层中的DOM通常是难溶解且均匀的。尽管深海中的DOM的难溶特性主要被归因于微生物的代谢,但是微生物的代谢是普遍存在的,它对不同含碳底物的代谢是否会导致难溶的DOM的分子组成相似仍是未知的在这里,我们使用四种可以被生物所利用的底物(L-丙氨酸,海藻糖,DOM提取物,硅藻溶解产物)与微生物进行孵化,从而研究外源的底物如何被天然的微生物组合转化的。结果表明,尽管每种底物的修改对初始微生物群的影响不同,并且在黑暗处孵化90天后,修改后的底物几乎全部消失,但在孵化第90天时,所有处理的细菌群落组成基本是相同的。相应地,超高分辨率质谱分析显示,所有孵化实验中的DOM的分子组成与难溶性DOM的组成一致,与深海处的DOM的组成相似。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对不同底物的长期微生物转化最终会导致生成组成上相似的难溶的DOM。这些发现为深海DOM均一性和难溶性特征提供了依据

关键词:溶解有机物; 难溶有机物; 深海; 微生物群落; 荧光溶解有机物

 

原名:Microbial transformation of distinct exogenous substrates into analogous composition of recalcitrant dissolved organic matter

译名:微生物转化不同外源底物为组成相似的难溶有机物质

期刊:Environmental Microbiology

IF:4.933

发表时间:2021.02.08

通讯作者:蔡阮鸿和焦念志

通讯作者单位: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

厦门大学福建省海洋碳汇重点实验室

DOI号:10.1111/1462-2920.15426

原文链接:

https://doi.org/10.1111/1462-2920.15426

AEM

科研| Applied and Environmental Microbiology:基于培养基分离猪肠道细菌的方法比较

本文由技均编译

   加拿大农业部Lethbridge研究与开发中心G. Douglas Inglis等人于2021年02月19日在Applied and Environmental Microbiology发表题为《Comparison of culture-based strategies for isolating bacteria from the porcine intestine》的文章,本研究以为模型动物,通过收集回肠盲肠升结肠降结肠不同肠段粘膜和管腔中富集的细菌,对比多个新型和传统的分离方法,实现了回收多肠段细菌的目标,证实了联合方法的使用对于提高单胃哺乳动物肠道回收的细菌多样性是必不可少的,对了解和探究单胃哺乳动物肠道细菌的组成及其功能具有重要意义

 

摘要:细菌代表了胃肠道原生类群的多样性,分离细菌对于弄清其功能是十分重要的,但是大多数栖息在哺乳动物肠道中的细菌种类是有讲究的fastidious),因此分离它们具有挑战性。本研究以为模型动物,目的在于分离其肠道聚集起来的多种细菌比较性地检查多种新型和传统的分离方法使用的方法包括长期富集法(long-term enrichments)、直接平板法(direct plating)、一种改良的分离芯片(a modified Ichip)、以及通过处理样本来选择内壁形成类群的乙醇法(ethanol)和分段灭菌(Tyndallization)法。在动物被麻醉后,分离出回肠、盲肠、升结肠和降结肠,总共有234种类群(taxa(其中有91种之前没有被培养过)从这些肠段的粘膜和管腔中分离出来,这些类群构成了80种属(genera7种门(phyla。从大肠分离出来的细菌多样性少于通过隔代测序分析检测到的细菌多样性。长期富集(long-term enrichments)回收的细菌有着最高的多样性(shannon指数[SI]=4.7),设计用来分离内壁形成类群的方法导致了最低的多样性(SI<2.7),其中分段灭菌法(Tyndallization导致的多样性比乙醇法(ethanol更低。然而,在乙醇处理过的样本改良的分离芯片样本中,之前没有被培养过的细菌分离频率最高,其分离频率分别为41.9%32.5%,由此实现了回收多肠段细菌的目标。重要的是,研究发现证明了在复杂的环境中(in concert),分离代表哺乳动物肠道多样性的细菌,使用联合的方法是必不可少的

重要性:本研究工作证实了使用联合的分离方法对于提高单胃哺乳动物肠道回收的细菌多样性是必不可少的。直接平板法(direct plating传统上用来分离肠道细菌,然而最新的一些分离方法(例如扩散法[以分离芯片(Ichip)为例]、不同的分离内壁形成类群的方法)被证实在提高多样性(包括回收之前没有被培养过的类群)方面更具优越性。通过展示样本使用多种媒介的长期富集法(long-term enrichments),我们能够分离出最多样性最新性细菌。分离芯片(Ichip)的应用表明了与富集(enrichments)和直接平板法(direct plating相似的细菌多样性,选择内壁形成细菌的方法产生了在组成上与多样性降低的其他方法不同的回收方法。然而,乙醇处理常分离出新的细菌。通过在复杂的环境中(in concert)使用联合方法,一种不同的能够辅助试验的肠道细菌回收方法形成。

关键词:分离、技术、厌氧微生物学、细菌多样性、猪

 

原名:Comparison of culture-based strategies for isolating bacteria from the porcine intestine

译名:基于培养基分离猪肠道细菌的方法比较

期刊:Applied and Environmental Microbiology

IF:4.016

发表时间:2021.02.19

通讯作者:G. Douglas Inglis

通讯作者单位:加拿大农业部Lethbridge研究与开发中心

DOI号:10.1128/AEM.00088-21

原文链接:

https://aem.asm.org/content/early/2021/02/16/AEM.00088-21





科研| Applied and Environmental Microbiology: 用深海热液进行的海底微生物培养实验揭示了压力和样品处理的滞后性对自养微生物群落的影响

本文由林果编译

   美国伍兹霍尔海洋研究所海洋化学与地球化学学院Caroline S. Fortunato等人于2021年02月19日在Applied and Environmental Microbiology发表题为《Seafloor incubation experiment with deep-sea hydrothermal vent fluid reveals effect of pressure and lag time on autotrophic microbial communities》的文章,本研究通过微生物在船上与海底自然条件下原位培养的实验设计,结合RNA稳定同位素探测深海热流这一极端环境的微生物群落进行研究。对微生物生态研究中微生物群落对环境变化的反应和代谢的研究具有重要的借鉴意义。

 

摘要:压力下降和样品的延迟处理可能会影响采集到的深海微生物样品在船上进行培养的结果。为了解决这一技术难题,我们开发了装载有远程驱动装置 (ROV) 的培养箱设备,并将海底原位实验结果与船上RNA稳定同位素探测 (RNA-SIP) 实验的结果对比,以鉴定来自Axial海底火山附近低温水流中的关键化能无机自养微生物及其新陈代谢。所有培养结果均显示,带有标记的碳酸氢盐主要由嗜热自养的Epsilonbacteraeota在氢的氧化过程中所吸收,且该过程伴随了硝酸盐的还原。然而,海底原位培养组显示微生物与有氧代谢过程相关的转录本表达水平更高,这表明海底热液中的氧气在进行船上分析之前就已经损失掉了。此外,船上培养组中热应激蛋白,如热激伴侣蛋白和蛋白酶的转录本明显更为丰富,这表明压力的降低在船上实验中诱导了代谢活跃微生物的热应激反应。结果表明,尽管船上和海底原位实验中的自养微生物群落表现相似,但也存在明显差异,这为海洋中近自然条件下的天然微生物群落活动提供了新思路。

重要性:多样的微生物群落驱动着海洋中的地球化学循环,但是研究这些生物和它们的活动,特别是在深海,通常受到技术水平的限制。在这项研究中,我们使用了一种新型的海洋微生物培养箱,该仪器能够进行原位培养实验,以研究深海热液喷口处的微生物群落。我们在海底和船上进行了相同的稳定同位素探测实验,并结合RNA测序,用以检查海底火山排出的水体中的嗜热自养型生物。本实验结果表明,压力的下降和延迟处理样品会对微生物群落产生重大影响。与海底原位培养相比,船上微生物群落所受的环境压力更大新陈代谢也有非常明显的差异,这可能与实验开始时的液体化学性质有关。在自然条件下进行的原位微生物实验为了解海洋中的微生物活动提供了新的见解。

 

原名:Seafloor incubation experiment with deep-sea hydrothermal vent fluid reveals effect of pressure and lag time on autotrophic microbial communities

译名:用深海热液进行的海底微生物培养实验揭示了压力和样品处理的滞后性对自养微生物群落的影响

期刊:Applied and Environmental Microbiology

IF: 4.016

发表时间:2021.02.19

通讯作者:Julie A. Huber

通讯作者单位:伍兹霍尔海洋研究所海洋化学与地球化学学院

DOI号:10.1128/AEM.00078-21

原文链接:

https://aem.asm.org/content/early/2021/02/16/AEM.00078-21



本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:nanxingjun@hmkx.cn
关键词:
微生物,化合物,期刊,环境,研究,肠道,海洋

人点赞

收藏

人收藏

打赏

打赏

我有话说

0条评论

0/500

评论字数超出限制

表情
评论

为你推荐

推荐课程


社群

精彩视频

您的申请提交成功

确定 取消
剩余5
×

打赏金额

认可我就打赏我~

1元 5元 10元 20元 50元 其它

打赏

打赏作者

认可我就打赏我~

×

扫描二维码

立即打赏给Ta吧!

温馨提示:仅支持微信支付!