周报 | 微生物重要期刊最新研究进展（20210517）

Nature及其子刊

科研| Nature：重塑古代人类的肠道微生物菌群基因组

本文由momo编译 

   2021年5月12日，哈佛医学院/乔斯林糖尿病中心的Aleksandar D. Kostic教授团队在Nature发表了题为“Reconstruction of ancient microbial genomes from the human gut”的研究论文。本研究基于宏基因组组装基因组 (MAGs) 重建，对北美古代人的粪便进行分析，显示人类肠道微生物组在过去的2000年中发生了显著变化。这些变化反映了工业化前饮食和现代饮食之间的差异，以及抗生素耐药基因的增加，揭示了古人的肠道微生物组组成和功能特征，为人类微生物组的进化历史提供了一定的提示，或有助于解释肠道微生物组构成与慢性病之间的关系。

摘要：现代工业化造成的生活方式改变，对肠道微生物组造成了严重影响。既往研究表明，工业化生活方式与肠道微生物组多样性下降、慢性病（如肥胖和自身免疫疾病）发病率上升有关，研究人类祖先的肠道微生物群可能会给我们探索人类微生物群的共生体提供一些启示，然而，工业化前肠道微生物数据的缺乏限制了我们对肠道微生物组随时间演化的认识。

   宏基因组组装基因组 (MAGs) 的重建是一种从鸟枪法宏基因组学数据中恢复高质量的基因组序列和以前未被描述的物种水平基因组分箱 (SGBs) 的新兴方法。虽然从头组装基因组可能会发现全新的SGB，由于很难获得保存完好的DNA，该方法尚未应用于古代人类粪便。因此，以前的研究主要集中在使用基于参考基因组的方法或使用富集基因组序列去匹配特定物种然后在该物种内重建基因组的方法来描述古代微生物群的分类组成。这些方法能够恢复属于参考基因组数据库中已存的物种或与之密切相关的微生物，但不能发现新的物种。

    本研究中，我们对美国西南部和墨西哥的岩石洞发现的距今1000-2000年左右的8例保存完好、经过验证的人类粪便样本进行了详细的遗传学分析，从这些样本中重建了498个中高质量的肠道微生物基因组。在有强有力证据证实来自古代人类肠道的181个基因组中，39%的SGBs是全新的，说明其中存在与现代人群不同的微生物物种。Tip-dating分析揭示重要的人类共生菌--史密斯甲烷菌可能的进化历史。将这些基因组与来自8个国家的789个现今人群（包括工业化和非工业化人群）的样本进行了比较，发现这些古老、工业化前的基因组更像非工业化人群的肠道微生物组。对古粪便样本的功能分析显示，与工业化肠道微生物相比，古代人类的肠道菌群的抗性基因和黏蛋白降解基因丰度较低，但富集可移动遗传元件。这项研究证明了从古代粪便样本重建微生物基因组是可行的，并能进一步发现和鉴定全新的肠道微生物，对探索人类肠道微生物组的进化历史具有启示意义。

原名：Reconstruction of ancient microbial genomes from the human gut

译名：重塑古代人类的肠道微生物菌群基因组

期刊：Nature

IF：42.778

发表时间：2021.05.12

通讯作者：Aleksandar D. Kostic

通讯作者单位：哈佛医学院微生物学系/乔斯林糖尿病中心病理生理学和分子药理学部

DOI号：10.1038/s41586-021-03532-0

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03532-0

科研| Nature Microbiology：胎儿胎粪在出生前没有可检测的微生物群

本文由如风编译 

   加拿大安大略省汉密尔顿麦克马斯特大学医学系Deborah M. Sloboda, Thorsten Braun等人于2021年5月10日在Nature Microbiology发表题为《Fetal meconium does not have a detectable microbiota before birth》的文章，本研究为尽可能减少出生过程中的菌群污染，对未经自然分娩和抗生素处理的选择性臀位剖宫产孕妇，通过直肠拭子收集到胎儿胎粪样本（20例），并与整个流程中的阴性对照样本、出生后的新生儿首次胎粪和婴儿粪便进行对比，通过16S rRNA测序发现，在胎儿胎粪中没有检测到与阴性对照组不同的微生物信号，并且在胎儿胎粪中获得的可培养细菌可能来源于表皮葡萄球菌污染。研究认为，肠道菌群在健康足月胎儿中的定植并不发生在出生之前，为新生儿肠道菌群定植的来源研究提供了有力证据，具有重要的参考意义。

摘要：人类肠道的微生物定植会影响宿主的代谢和免疫力；然而，定植究竟何时发生还不清楚。尽管许多研究报告了胎粪样本中的细菌DNA，但这些样本通常是在出生后数小时至数天内收集的。在此，我们调查了是否可以在出生前的胎粪中检测到细菌。在选择性臀位剖宫产未分娩和未使用抗生素的情况下，通过直肠拭子收集胎儿的胎粪（n = 20），并与流程中阴性对照（n = 5）、初次胎粪（新生儿胎粪；n = 14）和婴儿粪便（n = 25）进行比较。与初次胎粪不同，通过16S核糖体RNA基因测序，在胎儿胎粪中没有检测到与阴性对照组不同的微生物信号。此外，胎儿胎粪的需氧菌（20个样品中的10个）和厌氧菌（20个样品中的12个）临床培养阳性（20个样品中的13个至少有一个培养阳性）的原因被认为可能是皮肤污染物导致，最常见的是表皮葡萄球菌，在大多数样品中没有被测序技术检测到（13个培养阳性样品中的2个通过培养和测序技术检测到相同属）。我们的结论是，健康足月婴儿的胎儿肠道定植并不发生在出生前，新生儿胎粪的微生物谱反映了出生期间和出生后获得的微生物群。

原名：Fetal meconium does not have a detectable microbiota before birth

译名：胎儿胎粪在出生前没有可检测的微生物群

期刊：Nature Microbiology

IF：15.54

发表时间：2021.05.10

通讯作者：Deborah M. Sloboda, Thorsten Braun

通讯作者单位：加拿大安大略省汉密尔顿麦克马斯特大学医学系

DOI号：10.1038/s41564-021-00904-0

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41564-021-00904-0

科研| Nature Communications：微生物微观世界（microcosms）的群落组成在进化时间尺度上遵循简单的组装规则

本文由R.A Uyghurii编译 

   以色列耶路撒冷希伯来大学植物病理学和微生物学系Nittay Meroz等人于2021年5月17日在Nature Communications发表题为《Community composition of microbial microcosms follows simple assembly rules at evolutionary timescales》的文章，本研究中，作者使用87个两种和三种细菌群落的实验进化来测试共培养400代后群落组成变化的普遍性、可重复性和可预测性。作者发现，在这些时间尺度上，群落组成通常会发生显著变化，而复制群落之间的可变性通常会增加。然而，复制群落仍然是足够相似，可以进行预测的。具体来说，作者证明了一个简单的基于成对共培养结果的组装规则，最初是为生态时间尺度开发的规则，可以扩展到进化的时间尺度上。

摘要：控制和编辑微生物群落是依赖于预测其组成的能力。虽然有关在短的生态时间尺度上预测成分的研究已经取得了进展，但在进化时间尺度上预测成分的研究仍然很少。因此，在达到生态平衡后，群落通常保持稳定的时间有多长，以及变化发生时的可重复性和可预测性如何，仍然是个谜。在本研究中，我们通过跟踪87个，每个群落有3-18个重复，大约400代的，两种和三种细菌群落的组成来破解这一谜团。我们发现，群落组成在进化过程中通常会发生变化，但复制群落的组成仍然相似。此外，这些变化是可以预测的，在自下而上的方法中，三种菌组成的变化与共同进化过程中成对发生的变化是一致的。我们的结果表明，简单的组装规则甚至可以在进化的时间尺度上可以保持，这表明预测微生物群落的进化是可能的。

原名：Community composition of microbial microcosms follows simple assembly rules at evolutionary timescales

译名：微生物微观世界（microcosms）的群落组成在进化时间尺度上遵循简单的组装规则

期刊：Nature Communications

IF：12.121

发表时间：2021.5.17

通讯作者：Nittay Meroz和Jonathan Friedman

通讯作者单位：以色列耶路撒冷希伯来大学植物病理学和微生物学系

DOI号：10.1038/s41467-021-23247

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-23247-0

Gut

科研| Gut：宿主肠道微生物群共代谢产物马尿酸作为代谢健康标志物和介质的人体和前临床研究

本文由R.A Uyghurii编译

   英国伦敦帝国理工学院计算与系统医学部代谢消化与生殖系Marc-Emmanuel Dumas等人于2021年5月11日在Gut发表题为《Human and preclinical studies of the host-gut microbiome co-metabolite hippurate as a marker and mediator of metabolic health》的文章，本研究中，基于人体和实验研究，作者探索了马尿酸盐（肝2期一种微生物苯甲酸盐的共轭产物）作为代谢健康的标志物和媒介的潜在作用。在271名非糖尿病中年习惯饮食的丹麦人中，用尿液样品的1H核磁共振（NMR）光谱和肠道微生物组宏基因组学数据，探讨了马尿酸盐水平，肠道微生物组，饮食脂肪和代谢健康标记之间的联系。本研究总体上评估了饮食，微生物组和代谢组之间的相互作用，尤其是对马尿酸途径的相互作用。该研究结果表明：高浓度尿液马尿酸盐是代谢健康的一般标志，在高脂饮食引起的肥胖中，马尿酸盐有助于改善代谢，突出了其作为代谢健康介质的潜力。

摘要：肠道微生物产物参与宿主代谢的调节。在基于人体和实验研究中，我们探索了马尿酸盐（肝2期一种微生物苯甲酸盐的共轭产物）作为代谢健康的标志物和媒介的潜在作用。在271名非糖尿病中年习惯饮食的丹麦人中，用尿液样品的1H核磁共振（NMR）光谱和基于鸟枪测序的肠道微生物组宏基因组学数据，探讨了马尿酸盐水平，肠道微生物组，饮食脂肪和代谢健康标记之间的联系。在向高脂饮食的肥胖小鼠长期皮下注射马尿酸盐的机制实验中，我们研究了马尿酸盐和代谢表型之间的因果关系。在人体研究中，我们发现尿马尿酸盐与微生物基因丰度和微生物苯甲酸生物合成途径的功能模块呈正相关，其中一种在Bacteroides 2（拟杆菌2）肠型中的丰度低于Ruminococcaceae（瘤胃球菌科）或Prevotella（普鲁卧氏菌）肠型。通过饮食分层，我们确定了一部分研究参与者食用富含饱和脂肪的饮食，其中尿马尿酸盐浓度（与基因丰富度无关）与代谢健康有关。在高脂喂养的小鼠实验中，我们通过长期输注马尿酸盐（20 nmol /天）证明了的改善葡萄糖耐量和增强胰岛素分泌之间的因果关系。我们的基于人体检测和实验研究的结果表明，高浓度尿液马尿酸盐是代谢健康的一般标志，在高脂饮食引起的肥胖中，马尿酸盐有助于改善代谢，突出了其作为代谢健康介质的潜力。

关键词：结肠菌群；葡萄糖代谢；肠道微生物学；肥胖；

原名：Human and preclinical studies of the host-gut microbiome co-metabolite hippurate as a marker and mediator of metabolic health

译名：宿主肠道微生物群共代谢产物马尿酸作为代谢健康标志物和介质的人体和前临床研究

期刊：Gut

IF：19.819

发表时间：2021.5.11

通讯作者：Marc-Emmanuel Dumas

通讯作者单位：英国伦敦帝国理工学院计算与系统医学部代谢消化与生殖系

DOI号：10.1136/gutjnl-2020-323314

原文链接：

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33975870/

ISME Journal

科研|The ISME Journal：底物对土壤中硫利用和微生物化学计量的控制作用：¹³C，¹⁵N，¹⁴N和¹⁵S四个元素标记的结果

本文由韬儿（张福韬）编译 

   浙江大学资源与环境学院，教育部环境修复和生态健康重点实验室，浙江省农业资源与环境重点实验室，吴良欢等人于2021年5月11日在The ISME Journal发表题为《Substrate control of sulphur utilization and microbial stoichiometry in soil: Results of ¹³C，¹⁵N，¹⁴N和¹⁵S》的文章。硫是一种重要的植物营养素，它在辅酶A、叶绿素、生物素、酸胺素和谷胱氨酸合成中起着关键作用。已有报道显示，全世界范围内都存在植物硫缺乏现象，但是还缺乏对地下硫循环的生物化学过程的充分理解，现急需一种预测和控制土壤有机硫矿化和循环的策略。半胱氨酸是所有自养和异养生物中S、C和N同化的中间代谢物，是硫同化的最终代谢产物，是甲硫氨酸、谷胱氨酸和其它硫代谢物合成的起始点；甲硫氨酸是微生物产生挥发性有机硫化物的前体。然而，现在还缺乏对利用含硫氨基酸的微生物群落及其调控机制的认识，对短期内C、N和S循环及机制还知之甚少。本研究选取长期施用农家肥活矿质肥的土壤来解析有机硫的降解机制，通过标记¹³C，¹⁵N，¹⁴N和¹⁵S的半胱氨酸和甲硫氨酸来验证微生物在吸收半胱氨酸和甲硫氨酸后，通过释放NH₄⁺和SO₄^2-来平衡它们的C:N:S。

摘要：全球植物硫缺乏日益严重，这是硫酸盐肥料的施用减少和收获期持续的硫损失所致。本研究中，我们应用含硫的半胱氨酸（Cys）和甲硫氨酸（Met）¹³C，¹⁵N，¹⁴N和¹⁵S四个元素标记来理解土壤中的硫循环和微生物对硫的转化。土壤微生物在几分钟内就能吸收施用的Cys和Met，并在几个小时内释放SO₄^2-。微生物又在几天内再重新利用SO₄^2-。通过氨基酸结构测定初始微生物利用和SO₄^2-释放。Met释放的SO₄^2-比Cys低2.5倍。与Cys相比，微生物保存相对较多的源于Met的碳和硫。微生物将Cys降解为丙酮酸盐和H₂S，而转化Met为α-酮丁酸和S-CH₃。源于Cys和Met的C、N和S的微生物化学计量在4天后，通过吸收源于Cys的SO₄^2-和源于Met的CO₂释放平衡。微生物的C:N:S动态显示了快速碳利用和损失，稳定氮水平和硫累积。因此，通过氨基酸结构测定微生物对有机硫的短期利用，而通过微生物控制的化学计量测定微生物对有机硫的长期利用。

原名：Substrate control of sulphur utilization and microbial stoichiometry in soil: Results of ¹³C，¹⁵N，¹⁴N和¹⁵S

译名：底物对土壤中硫利用和微生物化学计量的控制作用：¹³C，¹⁵N，¹⁴N和¹⁵S四个元素标记的结果

IF：9.18

发表时间：2021.05.11

通讯作者：吴良欢

通讯作者单位：浙江大学资源与环境学院，教育部环境修复和生态健康重点实验室，浙江省农业资源与环境重点实验室

DOI号：10.1038/s41396-021-00999-7

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41396-021-00999-7

Cell Reports

科研| Cell Reports：肠道菌群移植对STING相关性肺部疾病的保护作用

本文由黑玉堂编译

  干扰素基因刺激蛋白(Stimulator of interferon genes, STING)是一种跨膜蛋白，主要分布于免疫相关的组织和细胞中，在胸腺、脾脏以及外周血白细胞中高表达。STING是Ⅰ型IFN反应的中心蛋白，能够被环状二核苷酸（cyclic dinucleotides，CDNs）激活，从而调节机体对细菌和病毒的免疫反应。细菌来源的CDNs是一种广泛的免疫激活因子，除能活化Ⅰ型IFN反应外，还参与了多种固有免疫和适应性免疫的调节过程。然而，目前对于CDNs在自身免疫性疾病中的作用仍然知之甚少。美国华盛顿大学医学院Jonathan J. Miner教授团队于2021年5月11日在Cell Reports杂志发表了题为《Transferrable protection by gut microbes against STING-associated lung disease》的研究，发现在STING 相关血管病变（STING-associated vasculopathy with onset in infancy，SAVI）小鼠模型中，口服抗生素能够阻止自身炎症性肺部疾病的发生，而在无菌小鼠中却没有观察到这种保护作用。给这些小鼠重新移植富含拟杆菌（Bacteroidales）的粪便或单独定植多形拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron）同样能够抑制肺部炎症，证实了肠道微生物在调节自身炎症性疾病中的重要作用。这项研究为进一步开展SAVI患病人群研究奠定了基础。

摘要：干扰素基因刺激蛋白(Stimulator of interferon genes, STING)通过对细菌和内源性的环状二核苷酸（cyclic dinucleotides，CDNs）做出应答来调节机体免疫。具有STING功能获得性突变的人和小鼠会出现一种婴儿期起病的STING 相关血管病变（STING-associated vasculopathy with onset in infancy，SAVI），主要表现为肺部的炎症或纤维化。我们猜测STING功能获得性突变所导致对细菌CDNs的过度反应可能是SAVI小鼠出现自发性肺部炎症的原因。通过口服抗生素（万古霉素，新霉素和氨苄青霉素，VNA）去除肠道微生物，我们发现SAVI小鼠的肺部疾病表现几乎完全消失，说明肠道微生物可能促进了STING相关的自发炎症。然而，无菌的SAVI小鼠仍然表现出严重的自发性炎症，而将抗生素处理小鼠的肠道菌群移植给这些无菌小鼠能够消除其肺部炎症。使用甲硝唑去除厌氧菌后VNA干预的保护效果消失，重新定植甲硝唑敏感的厌氧多形拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron）后这种保护效果得到恢复，从而证实了SAVI模型中甲硝唑敏感性微生物所具有的保护作用。

原名：Transferrable protection by gut microbes against STING-associated lung disease

译名：肠道菌群移植对STING相关性肺部疾病的保护作用 

期刊：Cell Reports

IF：8.109

发表时间：2021.5.11

通讯作者：Jonathan J. Miner

通讯作者单位：美国华盛顿大学医学院医学系

DOI号：10.1016/j.celrep.2021.109113

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211124721004472

图文摘要

mSystems

科研 | mSystems：氮循环基因转录对土壤微生物群落碳活性的快速响应

本文由艾奥里亚编译 

   美国北亚利桑那大学（Northern Arizona University）的Peter F. Chuckran于2021年05月11日在mSystems上发表题为《Rapid Response of Nitrogen Cycling Gene Transcription to Labile Carbon Amendments in a Soil Microbial Community》的文章，并担任该研究通讯作者。该研究通过添加葡萄糖诱导无机氮的快速固定，基于高通量测序技术对土壤微生物群落的宏基因组和宏转录组进行分析，以确定氮循环基因在48 h内的响应。该样机提出假设：在整个培养48h的过程中，宏基因组中N循环基因的丰度不会发生显著变化，但在宏转录组中可以立即检测到活性的变化。进一步推测，与无机氮转运、氮同化到生物量中相关的基因可能会上调。基于研究笔者表明，土壤微生物群落在数小时内通过改变基因表达对碳输入作出响应。该研究的发现提供了对土壤中一个中心生物地球化学过程中土壤微生物群落的短期转录响应的深入研究，这些见解对于更好地理解自然和农业生态系统中调控土壤有机质产生、分解和养分循环的微生物过程至关重要。

摘要：土壤活性碳（C）的短时输入可快速刺激土壤微生物的固氮（N）效果。然而，这一过程背后的转录模式仍不清楚。为了更好地了解氮循环对土壤微生物群落的调节作用，我们在农业土壤中进行了48 h的室内培养，通过葡萄糖对土壤进行修正，刺激无机氮的吸收。我们分析了与氮利用率变化对应的4个时间点微生物群落的宏基因组和宏转录组。基因的相对丰度在整个培养过程中基本保持不变。相比之下，葡萄糖的添加快速增加了编码铵态氮和硝态氮转运体的基因、负责氮同化到生物量中的酶以及与氮调节网络相关的基因的转录。这种上调与与葡萄糖分解和氧戊二酸产生相关的转录本的增加相吻合，这表明了C和N代谢之间的联系。当氨浓度较低时，我们观察到固氮酶固氮酶相关基因的瞬时上调。在整个培养过程中，硝化和反硝化转录本均被下调，这表明氮的异化转化可能受到不稳定碳输入的抑制。这些结果表明，土壤微生物群落可以通过显著改变氮循环基因的转录来快速响应碳有效性的变化。

原名：Rapid Response of Nitrogen Cycling Gene Transcription to Labile Carbon Amendments in a Soil Microbial Community

译名：氮循环基因转录对土壤微生物群落碳活性的快速响应

期刊：mSystems

IF：6.633

发表时间：2021.05.11

通讯作者：Peter F. Chuckran

通讯作者单位：美国北亚利桑那大学（Northern Arizona University）

DOI号：10.1128/mSystems.00161-21

原文链接：

https://msystems.asm.org/content/6/3/e00161-21

科研| mSystems：宏基因组学和定量稳定同位素分析为对长期污染的海水中多环芳烃降解剂的代谢提供了见解

本文由独世编译

    加州大学伯克利分校环境科学、政策和管理学院Ella T. Sieradzki等人于2021年5月11日在mSystems发表题为《Metagenomics and Quantitative Stable Isotope Probing Offer Insights into Metabolism of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Degraders in Chronically Polluted Seawater》的文章，本研究通过不定期检测天然油渗漏的洛杉矶港口，结合萘分子稳定同位素分析、宏基因组学以及碳掺入率技术对种子细菌群落的多样性和潜在功能进行研究。为将来在洛杉矶港口进行多环芳烃生物修复提供了建议。

摘要：多环芳烃是原油中有毒和难降解的成分，也是通过大气沉降长期引入海水中的部分燃烧副产物。细菌的生物降解是多环芳烃（polycyclic aromatic hydro carbons, PAHs）再矿化的重要因素。深水地平线漏油事件表明了长期投入维持的PAH降解细菌群落对急性污染的反应速度。我们在港口和圣佩德罗海峡的两个地点使用萘分子稳定同位素分析，深度测序的基因组学以及碳掺入率测定，调查了长期受到污染的洛杉矶港（Port of Los Angeles, POLA）中种子细菌群落的多样性和潜在功能。我们证明了POLA的降解细菌群落从萘中吸收碳的能力，从而导致微生物群落组成发生了快速变化，即稀有的科尔韦尔氏菌属（Colwellia）和解环菌属（Cycloclasticus）占了主导地位。通过将宏基因组组装的基因组（metagenome-assembled genomes, MAGs）的16S-rRNA基因与稳定同位素分析数据进行匹配，我们发现这些MAGs属于萘降解物。出乎意料的是，即使结合了整个微生物群落的基因，我们也没有在那些基因组中找到完整的PAH降解通路，这使我们假设混杂的脱氢酶取代了该位点的萘降解酶。我们比较了在29个基因组中鉴定出的代谢通路，这些基因丰度在萘的存在下会增加，为将来在POLA进行PAH生物修复提供了建议。

关键词：宏基因组学，芳烃，生物修复，海洋微生物学，微生物生态学，稳定同位素探测

原名：Metagenomics and Quantitative Stable Isotope Probing Offer Insights into Metabolism of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Degraders in Chronically Polluted Seawater

译名：宏基因组学和定量稳定同位素分析为对长期污染的海水中多环芳烃降解剂的代谢提供了见解

期刊：mSystems

IF：6.633

发表时间：2021.5.11

通讯作者：Ella T. Sieradzki

通讯作者单位：加州大学伯克利分校环境科学、政策和管理学院

DOI号：10.1128/mSystems.00245-21

原文链接：

https://msystems.asm.org/content/6/3/e00245-21

Environmental Microbiology

科研 | Environmental Microbiology：河口微生物多样性和氮循环沿沙泥梯度的增加而增加，而与盐度和距离无关

本文由艾奥里亚编译

    新西兰奥克兰大学（University of Auckland）的Jian Sheng Boey于2021年05月10日在Environmental Microbiology上发表题为《Estuarine microbial diversity and nitrogen cycling increase along sand–mud gradients independent of salinity and distance》的文章，该单位Kim M. Handley担任该研究通讯作者。该研究采样了三个代表不同沉积物类型的地块，通过对质地进行分析，结合DNA提取并进行测序，同时对N循环基因进行定量分析，笔者发现沉积物粒度对河口沉积物养分有效性、微生物群落结构和多样性、氨氧化剂和一氧化二氮还原剂活性有较大影响。此外，笔者还确定了沉积物类型对氨氧化和一氧化二氮还原类群组成、丰度和表达的影响，以及对微生物群落异质性的影响。本研究中，笔者将反硝化菌定义为携带clade I nosZ的生物体。尽管clade IInosZ的多样性在陆生土壤中较多，而clade I nosZ在海岸和河口环境中更丰富，更可能是完全反硝化因子。该研究的发现说明了沉积粒度对河口微生物多样性和包括耦合硝化-反硝化作用在内的氮代谢所起到的决定性作用。

摘要：河口是容易发生陆源泥沙沉积的沉积环境。沉积物中泥质含量的变化对大型动物群的多样性和氮沉积有很大的影响，但其对原核生物多样性和氮循环活性的影响尚不清楚。我们描述了横跨从沙质到泥质沉积物的河口潮滩（tidal flat）的原核群落的组成，同时控制盐度和距离。此外，我们还通过amoA和clade I nosZ基因及转录本分析，确定了这些群落中氨氧化酶和N₂O还原酶的多样性、丰度和表达情况。结果表明，原核生物群落和氮循环组分对沉积物泥含量的变化较为敏感，群落整体的变化受少数门的驱动。原核生物群落发生了显著变化，N₂O还原组分在泥浆中仅增加3%，而氨氧化剂的阈值则不明显，这表明其他因素对这些类群的结构也很重要。在淤泥质沉积物中，氮循环基因的表达量显著增加，结果表明，随着泥质含量的增加，硝化-反硝化耦合作用的潜力日益普遍。综上所述，该研究结果表明，淤泥含量是河口微生物群落多样性和氮循环动态的一个强有力的环境驱动因素。

原名：Estuarine microbial diversity and nitrogen cycling increase along sand–mud gradients independent of salinity and distance

译名：河口微生物多样性和氮循环沿沙泥梯度的增加而增加，而与盐度和距离无关

期刊：Environmental Microbiology

IF：4.933

发表时间：2021.05.10

通讯作者：Kim M. Handley

通讯作者单位：新西兰奥克兰大学（University of Auckland）

DOI号：10.1111/1462-2920.15550

原文链接：

https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1462-2920.15550

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