环境周报 | 微生物重要期刊最新研究进展（20210830）

Microbiome

江农 | Microbiome：Prevotella copri 增加了用配方日粮喂养的猪的脂肪积累（国人佳作）

本文由景行编译 

摘要：猪的过多脂肪堆积是不可取的，因为它严重影响现代养猪业的经济回报。对人类和小鼠的研究已经检验了肠道微生物组在宿主能量代谢中的作用。商业杜洛克猪通常饲喂能量和蛋白质含量高的配方日粮。这种饮食下的肠道微生物群是否以及如何调节猪脂肪积累在很大程度上是未知的。在本研究中，研究者系统地研究了698头杜洛克猪的肠道微生物群与猪瘦肉率 (LMP) 的相关性，发现 Prevotella copri 与猪的脂肪积累显著相关。肥胖猪的肠道中P. copri 的丰度显著更高。P. copri 的高丰度与与肥胖相关的血清代谢物浓度增加相关，例如脂多糖、支链氨基酸、芳香族氨基酸和花生四烯酸的代谢物。宿主肠道屏障通透性和慢性炎症反应增加。使用无菌小鼠进行的灌胃实验证实，从实验猪中分离出的P. copri 是一种会增加宿主脂肪的积累并改变血清代谢物的致病菌。P. copri 灌胃小鼠的结肠、脂肪组织和肌肉转录组表明，P. copri 定植通过TLR4和mTOR信号通路激活宿主慢性炎症反应，并显著上调与脂肪生成和脂肪积累相关的基因表达，但减弱与脂肪分解、脂质转运和肌肉生长相关的基因。综上所述，结果表明，商业配方日粮喂养的猪肠道微生物群落中的P. copri通过TLR4和mTOR信号通路激活宿主慢性炎症反应，并显著增加宿主脂肪沉积。该结果为通过调节肠道微生物组成减少猪脂肪积累提供了基础知识。

关键词：猪、 P. copri、脂肪积累、血清代谢物、间隙实验、转录组

论文ID

原名：Prevotella copri increases fat accumulation in pigs fed with formula diets

译名：Prevotella copri 增加了用配方日粮喂养的猪的脂肪积累

期刊：Microbiome

IF：14.650

发表时间：2021.8.21

通讯作者：陈从英，黄路生

通讯作者单位：江西农业大学动物科学技术学院

DOI号：10.1186/s40168-021-01110-0

原文链接：

https://doi.org/10.1186/s40168-021-01110-0

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视频摘要

ISME Journal

科研| The ISME Journal：微生物组工程的解决方案:优先考虑微生物建立的障碍

本文由蓝胖儿编译

摘要：微生物组工程越来越多地被用来解决健康、农业和气候方面的挑战。操作通常包括接种新的微生物，旨在改善现有微生物群落的功能。尽管在微生物组工程接种剂的努力不断增加，但往往无法建立和/或赋予生态系统功能长期的改变。本研究认为，这些缺陷的一个潜在原因是没有考虑到有机体建立的障碍。这是宏观生态学研究的一个关键挑战和焦点，特别是入侵生物学和恢复生态学。本研究采用入侵生物学的框架，将建立障碍归纳为三类：（1）繁殖体压力，（2）环境过滤，（3）生物相互作用因素。本研究认为生物相互作用是微生物组工程研究中被忽视的因素，本研究推荐了一些行动来加速工程解决方案。

论文ID

原名：Solutions in microbiome engineering: prioritizing barriers to organism establishment

译名：微生物组工程的解决方案:优先考虑微生物建立的障碍

期刊：The ISME Journal

IF：10.302

发表时间：2021.8.21

通讯作者：Michaeline B. N. Albright

通讯作者单位：美国洛斯阿拉莫斯国家实验室生物科学部

DOI号：10.1038/s41396-021-01088-5

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41396-021-01088-5

Environmental Microbiology

科研| Environmental Microbiology: 加利福尼亚当前生态系统中下沉和悬浮微生物群落的联系：从消化阻力和浮游植物对碳输出的贡献角度分析

本文由Moon编译

摘要：在这项研究中，我们收集了加利福尼亚当前生态系统（CCE，California Current Ecosystem）环境梯度中的水层（water-column）样本和颗粒物样本（由底泥采集器收集），该环境梯度覆盖了60倍 的表层叶绿素范围，并用16S、18S、质体（plastid）和ITS（internal transcribed spacer，对聚球藻Synechococcus株系进行）测序方法来量化其中的相对微生物丰度（relative microbial abundances）。结果表明，大多数混合层中占优势的真核生物和原核生物在下沉颗粒中占比偏低。硅藻（diatoms）是唯一数量均占多数的光养类群（phototrophic taxa）。然而，这类生物中，有一个属 (Thalassiosira ) 是颗粒物中含量高的优势物种，而另一个丰度相似的物种在颗粒物中却很少出现。聚球藻在四个采样位点的一个位点的下沉颗粒中显著富集，但与在透光带（euphotic-zone）中同样占优势的Clade Ⅳ相比，Clade Ⅰ在整个区域的下沉颗粒中富集不均衡。对加利福尼亚当前生态系统而言，颗粒物中丰度最高的微型生物是沉积物收集器深度附近分布最广泛的微型生物（rhizarian）、后生动物（metazoans）相关或以颗粒物为营养栖息地的微型生物（某些aveolates，Gammaproteobacteria）以及能够抵抗DNA消化降解的微型生物（Thalassiosira，Synechococcus）。为了评估浮游植物对碳输出的分类贡献，我们的研究结果强调了基于序列的定量方法的必要性，该方法可以用于整合真光层微生物丰度、计算速率和解释通过营养处理保护序列标志的物种差异。

论文ID

原名：Relating sinking and suspended microbial communities in the California Current Ecosystem: Digestion resistance and the contributions of phytoplankton taxa to export

译名：加利福尼亚当前生态系统中下沉和悬浮微生物群落的联系：从消化阻力和浮游植物对碳输出的贡献角度分析

期刊：Environmental Microbiology

IF：5.491

发表时间：2021年8月25日 

通讯作者：Michael R Landry

通讯作者单位：加州大学圣地亚哥分校斯克利普斯海洋研究所

DOI号：10.1111/1462-2920.15736

原文链接：

https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1462-2920.15736

科研| Environmental Microbiology: 利用快速实地测序方法在珊瑚及其覆盖水域中确定石珊瑚组织损失症微生物指标

本文由Moon编译 

摘要：石珊瑚组织损失症（SCTLD， Stony Coral Tissue Loss Disease）对珊瑚而言是一种毁灭性疾病。自2014年以来，它已经危害整个佛罗里达礁道（Florida Reef Tract）甚至蔓延到大加勒比地区（the greater Caribbean），并于2019年1月在美属维尔京群岛（the United States Virgin Islands）首次被检测。为了更快速地鉴定该疾病的微生物指标，我们开发了一种快速进行微生物组测序的方法。在10天时间里，我们对不同种患病和明显健康珊瑚（分别是：Colpophyllia natans、Montastraea cavernosa、Meandrina meandrites和Orbicella franksi）以及附近海水的微生物组进行样本收集、处理和测序。细菌和古细菌16S核糖体RNA（16S ribosomal RNA）基因序列分析结果显示，患病珊瑚中富集了25种扩增子序列变体（ASVs， amplicon sequence variants），可作为该疾病的生物标志物。除此之外，我们还从珊瑚周围海水中复原了这些生物标志物ASVs，表明这些海水是潜在的病原体储存库。利用珊瑚微生物群落数据库（the Coral Microbiome Database）中的序列对这些生物指标微生物进行系统发育分析（phylogenetic analysis），发现弧形菌属（Vibrio）, 弓形菌属（Arcobacter）, 根瘤菌科（Rhizobiaceae）和红细菌科（Rhodobacteraceae）与珊瑚疾病相关细菌和新谱系亲缘关系相近。此外，四种ASVs (Algicola、Cohaesibacter、Thalassobius和Vibrio)与以往发现的SCTLD相关微生物相吻合，应该作为进一步研究的目标。总而言之，这项研究表明，快速的测序流程结合特定的数据库有助于疾病微生物指标的鉴定。

论文ID

原名：Microbial bioindicators of Stony Coral Tissue Loss Disease identified in corals and overlying waters using a rapid field-based sequencing approach

译名：利用快速实地测序方法在珊瑚及其覆盖水域中确定石珊瑚组织损失症微生物指标

期刊：Environmental Microbiology

IF：5.491

发表时间：2021年8月25日 

通讯作者：Amy Apprill

通讯作者单位：伍兹霍尔海洋学研究所

DOI号：10.1111/1462-2920.15718

原文链接：

https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1462-2920.15718

Microbiological Research

综述| Microbiological Research：细菌自然转化系统的激活和限制：在基因组进化和稳定性中的作用（国人作品） 

本文由景行编译 

摘要：细菌可以吸收外源的裸DNA并将其整合到它们的基因组中，这被认为是细菌进化的主要贡献者。细菌的能力状态受环境因素和细菌免疫系统的影响。在本综述中，笔者回顾了在理解自然转化系统激活及其局限性的工作机制方面的最新进展，包括抗菌素存在在内的环境胁迫可以激活自然转化系统。然而，目前已发现细菌酶（核酸酶）、非编码RNA、特定DNA序列、限制性修饰 (R-M) 系统、CRISPR-Cas 系统和原核生物Argonaute蛋白 (Agos) 参与了自然转化系统的限制。总之，这篇综述为深入了解细菌基因组稳定性和进化提供了一个机会。 

关键词：自然转化、核酸酶、R-M系统、非编码RNA、CRISPR-Cas、Agos

论文ID

原名：The activation and limitation of the bacterial natural transformation system：The function in genome evolution and stability

译名：细菌自然转化系统的激活和限制：在基因组进化和稳定性中的作用

期刊：Microbiological Research

IF：5.415

发表时间：2021.8.24

通讯作者：程安春

通讯作者单位：四川农业大学预防兽医学研究所

DOI号：10.1016/j.micres.2021.126856

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.micres.2021.126856

FEMS Microbiology Ecology 

科研 | FEMS Microbiology Ecology：复湿沼泽泥炭地中的真核微生物而非原核微生物群落随季节的变化而变化

本文由艾奥里亚编译 

摘要：在过去的几十年里，世界范围内干涸泥炭地的重新湿润以恢复其显著的碳汇功能的情况呈上升趋势。尽管人们对泥炭微生物组的了解日益深入，但人们对这些生态系统中微生物群落的季节动态变化以及网络相互作用知之甚少，尤其是在以地下水供给的重新湿润的泥炭地中（例如：fens）。本研究中，我们研究了德国北部三种常见fens类型中的原核和真核微生物群落的季节动态。与基本不受影响的原核微生物组相比，真核微生物组（包括真菌、原生生物和后生动物）的群落结构在不同季节表现出显著的变化。此外，我们的结果证明，不同类型的fen地区其再湿润位点的真核微生物组中的动力学有所不同，这在细菌的腐生菌、丛枝菌根和食草动物方面尤为明显。共生网络同样表现出强烈的季节动态，在再湿润位点和干涸位点之间存在差异，涉及原生生物和原核生物的相关性是这些动态的主要促成因素。本研究提供了微生物真核生物主要定义了再湿润的芬泥炭地微生物组的季节动态的见解。因此，未来的研究应该解开真核生物对生物地球化学过程的重要性，特别是在这些知之甚少的生态系统中表征不足的原生生物和后生动物方面。

关键词：季节动态、网络相互作用、真菌、原生生物、微生物后生动物、泥炭土壤

论文ID

原名：Eukaryotic rather than prokaryotic microbiomes change over seasons in rewetted fen peatlands

译名：复湿沼泽泥炭地中的真核微生物而非原核微生物群落随季节的变化而变化

期刊：FEMS Microbiology Ecology

IF：4.194

发表时间：2021年8月24日

通讯作者：Haitao Wang

通讯作者单位：德国格赖夫斯瓦尔德大学（University of Greifswald）

DOI号：10.1093/femsec/fiab121

原文链接：

https://academic.oup.com/femsec/advance-article-abstract/doi/10.1093/femsec/fiab121/6356952?redirectedFrom=fulltext