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及其子刊、The ISME Journal、Critical Reviews in Microbiology、mSystems、Environmental Microbiology、Microbiological Research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 及其子刊

科研 | Nature：Ⅲ-A型CRISPR免疫促进葡萄球菌突变

本文由Lu编译

   CRISPR系统是使用RNA引导的核酸酶来指导对调节水平基因转移的可移动遗传元件（如结合型纤溶酶 (plasmids) 和噬菌体 (bacteriophages)）的基因组进行序列特异性破坏，从而限制了微生物通过这种机制进化程度的系统。根据其cas基因的含量，CRISPR-Cas系统可分为六种不同的类型 (I-VI)。在III型CRISPR-Cas免疫过程中的机制最为复杂，并且这种系统如何影响宿主还没有被研究，因此这也是本文的研究对象。洛克菲勒大学细菌学实验室Charlie Y. Mo、Luciano A. Marraffini等人于2021年4月7日在Nature发表题为《Type III-A CRISPR immunity promotes mutagenesis of staphylococci》的文章，这项研究表明，葡萄球菌III-A CRISPR-Cas系统的非特异性脱氧核糖核酸酶活性增加了宿主中的突变，并加速了金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌抗生素耐药性的产生。这些突变需要诱导对脱氧核糖核酸损伤的SOS反应（DNA受到损伤或脱氧核糖核酸的复制受阻时的一种诱导反应）。结果表明，通过影响产生遗传多样性的两种机制，III -A CRISPR系统可以调节细菌宿主的进化。

摘要：为了使细菌能够适应波动的环境压力，水平基因转移和突变是微生物进化的两个主要驱动力。聚集的、规则间隔的短回文重复序列 (CRISPR) 系统使用RNA引导的核酸酶来指导对调节水平基因转移的可移动遗传元件（如结合型纤溶酶 (plasmids) 和噬菌体 (bacteriophages)）的基因组进行序列特异性破坏，从而限制了微生物通过这种机制的进化程度。对CRISPR系统的一个子集的研究中发现了DNA的非特异性降解的现象；然而，这个特征是否影响以及如何影响宿主还没有被研究。这项研究表明，葡萄球菌III-A CRISPR-Cas系统的非特异性脱氧核糖核酸酶活性增加了宿主中的突变，并加速了金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌抗生素耐药性的产生。这些突变需要诱导对脱氧核糖核酸损伤的SOS反应（DNA受到损伤或脱氧核糖核酸的复制受阻时的一种诱导反应）。结果表明，通过影响产生遗传多样性的两种机制，III-A CRISPR系统可以调节细菌宿主的进化。

原名：Type III-A CRISPR immunity promotes mutagenesis of staphylococci

译名：Ⅲ-A型CRISPR免疫促进葡萄球菌突变

期刊：Nature

IF：42.778

发表时间：2021.4.7

通讯作者：Charlie Y. Mo、Luciano A. Marraffini

通讯作者单位：洛克菲勒大学细菌学实验室

DOI号：10.1038/s41586-021-03440-3

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03440-3

观点| Nature Medicine：公共卫生中的微生物组科学框架

本文由如风编译

   美国哈佛大学陈曾熹公共卫生学院微生物学组Wendy S. Garrett, Curtis Huttenhower等人于2021年4月5日在Nature Medicine发表题为《A framework for microbiome science in public health》的观点文章。本研究针对微生物组科学如何应用并整合到公共卫生研究和实践进行了论述，同时还阐述了对相关领域进行决策和监督的必要性，指出：（1）微生物组科学和公共卫生学的结合将有助于发现新的生物标记物、疗法或分子机制；（2）微生物组流行病学与其他形式的分子流行病学有很多相同的潜力和方法；（3）需要完善研究相关的基础设备和应用资源；（4）微生物组科学在公共卫生中的营养保健、发育衰老和慢性病、传染病控制等方面都有很大的应用前景；（5）微生物组科学在临床试验、微生物产品、公共卫生人员的教育培训，和政策法规方面也发挥着举足轻重的作用。本文观点对微生物组与公共卫生的整合研究及其相关领域发展具有重要的指导意义。

摘要：人类微生物组科学发展迅速，已经达到了基础生物学、临床转化和人口健康日益融合的规模。因此，公共卫生研究人员、从业人员和决策者现在可以利用当前和未来基于微生物组的机会和最佳实践采取具体行动。在这里，我们提供了一个关于人类微生物组和公共卫生的研究、教育、解释和科学交流的考虑因素的大纲。这包括人口规模的微生物组研究设计指南；必要的物理平台和分析方法；纳入流行病学、营养科学、慢性病及全球和环境卫生等公共卫生领域；创业和技术转让，以及教育课程。特别是在不久的将来，既有机会将基于微生物组的技术纳入公共卫生实践，也有越来越多的需要围绕相关领域进行决策和监督，如益生元和益生菌补充剂、新型活细胞疗法和粪便微生物群移植等。

原名：A framework for microbiome science in public health

译名：公共卫生中的微生物学科学框架

期刊：Nature Medicine

IF：36.13

发表时间：2021.4.5

通讯作者：Wendy S. Garrett, Curtis Huttenhower

通讯作者单位：美国哈佛大学陈曾熹公共卫生学院微生物学组

DOI号：10.1038/s41591-021-01258-0

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41591-021-01258-0

图 公共卫生中微生物组科学的发展机遇

科研| Nature Medicine：整合微生物组学在支气管扩张急性恶化中的作用

本文由Ben编译

    支气管扩张（Bronchiectasis）的主要特征是微生物的反复感染和炎症，有研究表明，呼吸道细菌、病毒和真菌群落与支气管扩张病人的临床预后具有重要关联。虽然特定的病原体牵涉到支气管扩张的恶化，但先前的细菌微生物组研究显示，在以恶化为基础的优势类群或差异指标分析过程中，细菌微生物组的实际变化极小，因此，我们对微生物组的作用并未完全理解。4月5日，新加坡南洋理工大学李光前医学院Sanjay H. Chotirmall等人在Nature Medicine发表题为《Integrative microbiomics in bronchiectasis exacerbations》的文章，通过对支气管扩张风险病人的呼吸道微生物群落的网络分析，系统性阐明了高恶化风险病人的细菌、病毒和真菌共现性网络（microbial co-occurrence networks）的基本特征，揭示了微生物间的拮抗作用对疾病进程的影响。整合微生物组的网络特征和微生物的互作信息可以改善临床预测模型的效果。该研究的结果为理解支气管扩张与呼吸道微生物群落的关系提供了思路，同时也为抗生素使用的新策略提供了指导，即抗生素治疗应该以微生物的互作网络为目标，而非单独作用于某种微生物。

摘要：支气管扩张（Bronchiectasis）是一种进行性慢性呼吸道疾病（a progressive chronic airway disease），其主要特征是微生物定植（microbial colonization）和感染（infection）。我们提出了一种通过加权相似性网络融合（weighted similarity network fusion）来整合支气管扩张患者的细菌、病毒和真菌群落的多生物群系（multi-biome）的方法（https://integrative-microbiomics.ntu.edu.sg）。恶化风险最高的患者微生物共现性网络（microbial co-occurrence networks）复杂度更低，多样性下降，且其呼吸道微生物组（microbiome）中拮抗相互作用（antagonistic interactions）的程度更高。此外，纵向相互作用组动力学（longitudinal interactome dynamics）揭示了恶化过程中微生物的拮抗作用，在一个其他方面稳定的多生物群落中，这解决了后续的治疗问题。对假单胞菌（Pseudomonas）相互作用组的评估结果表明，相互作用网络，而非单独的丰度（abundance），与恶化风险相关，并且引入微生物相互作用的数据改善了临床预测模型。一个独立队列的鸟枪法宏基因组测序（Shotgun metagenomic sequencing）验证了靶向分析（targeted analysis）中检测到的多生物群系相互作用，并且证实了其与恶化的相关性。整合微生物学通过捕捉微生物的相互作用，来确定恶化的风险，而这并不能通过对单一类型微生物的研究来确定。抗生素使用策略可能应该以相互作用网络为目标，而不是单个的微生物，这为理解呼吸道感染提供了一个新的途径。

关键词：支气管扩张、整合微生物组、多微生物群系、相互作用组、网络分析

原名：Integrative microbiomics in bronchiectasis exacerbations

译名：整合微生物组学在支气管扩张急性恶化中的作用

期刊：Nature Medicine

IF：36.130

发表时间：2021.4.5

通讯作者：Sanjay H. Chotirmall

通讯作者单位：新加坡南洋理工大学李光前医学院

DOI号：10.1038/s41591-021-01289-7

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41591-021-01289-7

科研| Nature Plants：植物黄酮类分泌物通过在根际富集草酸杆菌以改善玉米的缺氮性状

本文由温水编译

   西南大学资源环境学院陈新平教授联合德国波恩大学作物功能基因组实验室Frank Hochholdinger教授（第一作者：于鹏&何晓明）于2021年4月8日在Nature Plants发表题为《Plant flavones enrich rhizosphere Oxalobacteraceae to improve maize performance under nitrogen deprivation》的文章。该研究分别通过：对20个具有不同遗传背景的玉米自交系材料的纵向根系区域进行转录组测序、16S和ITS扩增子测序；对代表自交系进行宏基因组测序、根际移植试验、不同土壤分离菌接种实验；对玉米根际（分泌物）进行靶定代谢物分析、稳定¹⁴C标记示踪实验，研究了缺氮条件下玉米根系结构与特定的功能微生物群落之间的反馈调节机制。研究表明在缺氮条件下，玉米会通过特定黄酮类分泌物影响其根际微生物区系，进而影响宿主的侧根发育和养分吸收。该研究揭示了根系结构与根际特定微生物类群之间相互作用的遗传学基础，这项工作为如何充分利用作物根系和根际微生物良性互作，进而提高作物对土壤养分的吸收利用效率提供新的研究途径与思考。

摘要：植物根系与根际微生物间的良性互作对作物生长至关重要。然而，对玉米作物而言，其根系结构与根际微生物群落之间的反馈调节机制目前仍不清楚。在本研究中，我们发现玉米根系纵向发育区域的功能特性（转录组）与特定的微生物多样性相关；其次，黄酮类根系分泌物可驱动玉米根际富集草酸杆菌，从而促进玉米生长与氮素吸收；最后，在缺氮条件下，协调玉米根系与黄酮依赖性根际微生物—草酸杆菌之间相互作用的是突变体LRT1，其本身能够诱导侧根形成。综上，我们的研究揭示了玉米通过根系结构与根际特定微生物类群间的相互作用，从而改善玉米植株在缺氮下的性状。这一发现可能为通过调节作物与有益土壤微生物间的相互作用来开发高产高营养的作物开辟新的途径。

原名：Plant flavones enrich rhizosphere Oxalobacteraceae to improve maize performance under nitrogen deprivation

译名：植物黄酮类分泌物通过在根际富集草酸杆菌以改善玉米的缺氮性状

期刊：Nature Plants

IF：13.256

发表时间：2021.04.08

通讯作者：陈新平 & Frank Hochholdinger

通讯作者单位：西南大学资源环境学院

DOI号：10.1038/s41477-021-00897-y

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41477-021-00897-y

ISME Journal

科研| The ISME Journal：磺胺存在的微生物组组装和遗传决定因子的转移

本文由猫猫编译 

    香港大学土木工程系环境微生物工程与生物技术实验室张彤团队于2021年4月5日在The ISME Journal发表题为《Microbiome assembly for sulfonamide subsistence and the transfer of genetic determinants》的文章，该文章研究了磺胺类药物生存的微生物群组合，使用来自六个区域池的废水微生物群作为接种物，并使用磺胺抗生素作为唯一的碳源来组装它们。跨越了微生物群的层级结构：从群落和个体到途径和基因，并为观察到的模式提出了初级降解者介导的决定论。并且通过利用短读和长读测序，该研究从能够维持磺胺嘧啶的单个分离物中分离出完整或接近完整的基因组以及移动体（所有移动元件的集合）。揭示了以前未检测到的与磺胺代谢基因簇相关的多态性。更重要的是，磺胺类药物维持生存的特殊能力表现为进化上的保守性，在微球菌科（Micrococcaceae）的界限之外表现出有限的传播。该研究为工程专业细菌的环境应用开辟了新的可能性。

摘要：抗生素在细菌中的存在代表了一种替代的抗性机制，而矛盾的是，它也是环境抗性的一种治疗方法。抗生素存在细菌可以解毒抗生素污染的环境，防止环境中抗生素耐药性的发展。然而，由于缺乏对功能微生物组组装的机械和预测性理解，有效的抗菌细菌原位工程进展受到阻碍。通过使用磺胺嘧啶作为单一限制性来源自上而下地操纵废水微生物群，我们监测了迫使废水微生物群进行高效磺胺嘧啶生存的生态选择过程。我们发现，在不同的初始微生物群中，群落水平的组合选择了同样的三个家族。我们使用线性模型进一步分析了组合模式。对分离株和集合宏基因组的单个基因组中磺胺代谢基因簇的详细检查揭示了在微球菌科（Micrococcaceae）谱系边界之外的有限转移潜力。我们的结果为工程专业细菌的环境应用开辟了新的可能性。

原名：Microbiome assembly for sulfonamide subsistence and the transfer of genetic determinants

译名：磺胺存在的微生物组组装和遗传决定因子的转移

期刊：The ISME Journal

IF：9.180

发表时间：2021.04.05

通讯作者：张彤

通讯作者单位：香港大学土木工程系环境微生物工程与生物技术实验室

DOI号：10.1038/s41396-021-00969-z

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41396-021-00969-z

Critical Reviews in Microbiology 

综述| Critical Reviews in Microbiology：肠道微生物- microRNA相互作用调控宿主基因的表达从而治疗人类疾病

本文由史春丽编译 

   印度Jaypee信息技术研究所，生物技术系新兴疾病中心转录组实验室Vibha Rani等人于2021年4月6日在Critical Reviews in Microbiology发表题为《Modulating host gene expression via gut microbiome–microRNA interplay to treat human diseases》的综述。本综述回顾了miRNA技术的基本原理及其与肠道菌群的相互作用。并汇集了其相关重要的研究进展与突出发现，主要三个方面进行层层阐述，先从介绍miRNA的基本作用开始，包括miRNA与其介导的基因调控、microRNA参与宿主免疫系统的发育。其次介绍了菌群与人类健康的关系，包括肠道微生物控制宿主健康。最后介绍了miRNA与菌群的相互作用，主要从微生物-miRNA相互作用对宿主基因表达和肠道免疫的影响、肠道菌群-microRNA的相互作用在人类疾病中的影响，包括炎症性肠炎（IBD）、肝病、心血管疾病（CVD）、神经系统疾病、癌症，及肠道以miRNA为基础的治疗措施。探讨miRNA与菌群的相互作用，及强调了其在调节宿主基因表达方面的能力，从而制定了针对人类各种疾病的潜在的治疗干预策略。

摘要：人类胃肠道是参与维持肠道内环境平衡及数万亿微生物的栖息地，肠道内的微生物失调会引起一系列致病和自身免疫性疾病的发生。虽然微生物区调节人类健康的机制是多方面的，但它们从摄入的膳食补充剂中释放出来的代谢物通过双向调节小核糖核酸（miRNAs）的表达起着至关重要的作用。miRNAs是一种小的内源性非编码RNA（ncRNAs），已被证实参与微生物区的相互作用，调节宿主基因的表达。这篇综述主要集中在miRNA的关键原理、调控，以及与肠道微生物区的相关性，以影响人类各种疾病中宿主基因的表达；汇集了以miRNA-微生物为中心的重要最新发现，这些发现沿着肠道的不同轴与其他器官在疾病中的相互作用展开。本文还试图重点介绍了以肠道为导向的miRNA治疗的途径，使用基本的膳食补充剂来调节疾病中宿主基因的异常表达，为实现经济治疗提供了新的视野。

关键词：MicroRNA；肠道微生物区系；基因调控；人类疾病；肠道疗法

原名：Modulating host gene expression via gut microbiome–microRNA interplay to treat human diseases

译名：肠道微生物- microRNA相互作用调控宿主基因的表达从而治疗人类疾病

期刊：Critical Reviews in Microbiology

IF：7.349

发表时间：2021.04.06

通讯作者：Vibha Rani

通讯作者单位：Jaypee信息技术研究所生物技术系新兴疾病中心转录组实验室，印度

DOI号：10.1080/1040841X.2021.1907739

原文链接：

https://doi.org/10.1080/1040841X.2021.1907739

图 miRNA生物发生的典型途径及其作用机制

mSystems

科研| mSystems：从黄蜂肠道细菌基因组中揭示了系统共生和微生物辅助的杂种降解

本文由挖提编译

    美国田纳西州纳什维尔范德比尔特大学生物科学系Seth R. Bordenstein等人于2021年4月6日在mSystems发表题为《Genomes of Gut Bacteria from Nasonia Wasps Shed Light on Phylosymbiosis and Microbe-Assisted Hybrid Breakdown》的文章，本研究通过培养黄蜂体内的肠道细菌，对其进行全基因组测序，并比较分析了在金小蜂幼虫，雷氏普罗威登斯菌和奇异变形杆菌中最丰富的肠道细菌，发现了在相同培养的条件下，奇异变形杆菌明显优于雷氏普罗威登斯菌，金小蜂幼虫体内的肠道微生物群最为相似，杂交种中的优势种菌―奇异变形杆菌在亲本种中存在，最终得出在黄蜂微生物群中的共生细菌与寄主之间的全息生物相互作用是系统共生和杂种降解的基础这一结论，对研究系统共生及微生物辅助的杂种降解提供了重要的借鉴意义。

摘要：系统共生（Phylosymbiosis）有跨系统的趋势，这是由于微生物群落之间的关系再现了寄主系统发育。在金小蜂（Nasonia）寄生黄蜂中，系统共生贯穿其整个发育过程，系统共生不但能区分性别，并有利于宿主的发展和生存。此外，当微生物群中一种罕见的变形杆菌（Proteus）变成优势种群时，杂种中的微生物群将发生变化。幼虫杂交后会彻底地死于细菌辅助致死性（bacterium-assisted lethality）和物种间的生殖隔离。了解杂交种的系统共生和辅助细菌致死性的两个重要问题是：（i）金小蜂的基因组是否不同于其他隔离动物；（ii）杂交细菌基因组是否与亲本相同？在本篇文章中，我们报道了如何培养细菌，对其进行全基因组测序，并比较分析了在金小蜂幼虫（Nasonia larvae），雷氏普罗威登斯菌（Providencia rettgeri）和奇异变形杆菌（Proteus mirabilis）中最丰富的肠道细菌。新分离菌的特征表明，奇异变形杆菌形成的生物膜比雷氏普罗威登斯菌更为坚固，当在相同培养的条件下一起生长时，奇异变形杆菌明显优于雷氏普罗威登斯菌。来自金小蜂的雷氏普罗威登斯菌基因组之间彼此相近，并且更加不同于与人类相关的病原菌。丽蝇蛹集金小蜂（Nasonia vitripennis）和吉氏金小蜂（Nasonia giraulti）中的奇异变形杆菌及其杂交后代几乎完全相同，但与人工分离出的细菌相对不同。这些结果表明，金小蜂幼虫体内的肠道微生物群最为相似，杂交种中处于优势地位的奇异变形杆菌在亲本种中存在。在黄蜂微生物群中的共生细菌与寄主之间的全息生物相互作用（Holobiont interactions）是系统共生和杂种降解的基础。

关键词：变形杆菌、普罗威登菌属、金小蜂、肠道细菌、微生物组、噬菌体

原名：Genomes of Gut Bacteria from Nasonia Wasps Shed Light on Phylosymbiosis and Microbe-Assisted Hybrid Breakdown

译名：从黄蜂肠道细菌基因组中揭示了系统共生和微生物辅助的杂种降解

期刊：mSystems

IF：6.633

发表时间：2021.04.06

通讯作者：Seth R. Bordenstein

通讯作者单位：美国田纳西州纳什维尔范德比尔特大学生物科学系

DOI号：10.1128/mSystems.01342-20

原文链接：

https://msystems.asm.org/content/6/2/e01342-20

Environmental Microbiology

科研| Environ. Microbiol.：白蚁丘通过过滤稀有微生物类群降低土壤微生物多样性

本文由清韵编译 

    澳大利亚墨尔本大学兽医与农业科学学院Hang-Wei Hu等人于2021年4月5日在Environmental Microbiology发表题为《Termite mounds reduce soil microbial diversity by filtering rare microbial taxa》的文章。由于优势微生物类群比稀有微生物类群通常在资源利用、竞争和抗逆性方面具有更高潜力。因此，本研究推测，由于白蚁土丘中更激烈的微生物竞争过程，白蚁丘中土壤微生物稀有类群的相对丰度可能会减少。为了验证这一假设，本研究利用扩增子测序技术，对澳大利亚北部16个地点的134个白蚁土丘的微生物群落多样性和组成进行了大规模的调查。结果表明，白蚁筑巢过程可能会丰富土壤中的优势类群，同时过滤稀有类群。一些共营养类群（如，Actinobacteria，Bacteroidetes）可以利用白蚁土丘中较高的营养来扩大它们的种群，而寡营养类群可能会失去竞争力，导致它们的丰度下降。本研究结果加深了对白蚁筑巢过程如何塑造土壤微生物群落的理解，对于更好地预测变化环境中白蚁丘的生态功能具有重要意义。

摘要：白蚁是热带和亚热带栖息地中普遍存在的昆虫，其中一些白蚁会筑成巨大的巢穴（“土丘”），这些巢穴会通过改变土壤特性而大大促进基质异质性。然而，白蚁筑巢过程在调节土壤微生物群落分布和多样性中的作用仍然知之甚少，这给不断变化的环境中白蚁丘生态系统功能的预测带来了不确定性。因此，本研究利用扩增子测序技术，对澳大利亚北部大于1500 km范围内的134个白蚁丘进行了调查，发现白蚁土丘的土壤微生物多样性和群落组成与普通散体土壤有显著差异。与散体土壤相比，白蚁筑巢过程降低了土壤微生物多样性和稀有类群的相对丰度。稀有类群的生境生态位宽度比优势类群要窄，并且在筑巢过程中可能更容易被潜在的激烈微生物竞争所过滤。本研究进一步证明，白蚁筑巢过程引起的pH变化是塑造白蚁丘中微生物群落特征的主要驱动因素。总之，本研究提供了新的证据，表明白蚁筑巢是调节土壤微生物多样性的重要过程，从而提高了对白蚁土丘功能的理解。

原名：Termite mounds reduce soil microbial diversity by filtering rare microbial taxa

译名：白蚁丘通过过滤稀有微生物类群降低土壤微生物多样性

期刊：Environmental Microbiology

IF：4.933

发表时间：2021.04.05

通讯作者：Hang-Wei Hu

通讯作者单位：澳大利亚墨尔本大学兽医与农业科学学院

DOI号：10.1111/1462-2920.15507

原文链接：

https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1462-2920.15507

科研| Environmental Microbiology：环境溶解性DNA为微生物群落结构提供有意义的生物信息

本文由韬儿编译

    西班牙阿利坎特大学生理、遗传和微生物学系，Fernando Santos等人于2021年4月5日在Environmental Microbiology发表题为《Environmental dissolved DNA harbors meaningful biological information on microbial community structure》的文章。胞内DNA（Extracellular DNA，eDNA）和病毒DNA受到微生物分子生态学家的广泛关注。溶解性DNA片段的研究能帮助阐明生态系统的动态和进化，对于生态学研究具有重要意义。然而，对于溶解性DNA的分离，必须尽可能地谨慎，对每种样品的操作都要以最优化的方法开始。对于高盐水样，过滤是移除细胞最合适的方法，可以避免细胞损坏和不可复制的输出。本研究中，源于高盐环境的溶解性DNA（dissolved DNA，dDNA）研究揭示，该dDNA由细胞和病毒DNA组成，其比例与那些在细胞内或病毒DNA库中发现dDNA的不同，为纳米级古菌病毒活性提供了线索。另外，实验证据支持了dDNA作为紫外线保护剂的新功能。

摘要：胞外DNA（Extracellular DNA，eDNA）包含细胞外所有DNA分子。微生物生态系统的这个组分可能是营养和遗传信息源。据报道，高盐环境是自然生态系统中含有最高eDNA浓度的环境之一，这被认为是由于盐的物理化学保护效应和高病毒丰度所致。本研究中，我们比较了从太阳结晶盐池（CR30）水样品中提取溶解性DNA（dissolved DNA，dDNA，而不是也包含来自自由病毒颗粒的DNA的eDNA）的两种方法，即离心和过滤。第一次表征了结晶dDNA片段，并在相同位点比较了细胞和病毒宏基因组。由于细胞溶解作用，高速离心影响CR30 dDNA浓度和组成，从而强调了方案优化是dDNA研究的第一步。结晶dDNA，比之前报道的咸水缺氧沉积物中的dDNA浓度低，起源于病毒和细胞，在古菌DNA中富集，且与来源于相同样品中的细胞组合的dDNA相比有不同的分类组成。生物信息分析表明，纳米古菌病毒是这些差异的原因。

关键词：eDNA, dDNA, 高盐的，纳米级古菌，纳米级病毒，盐藻

原名：Environmental dissolved DNA harbors meaningful biological information on microbial community structure

译名：环境溶解性DNA为微生物群落结构提供有意义的生物信息

期刊：Environmental Microbiology

IF：4.933

发表时间：2021.4.5

通讯作者：Fernando Santos

通讯作者单位：西班牙阿利坎特大学生理、遗传和微生物学系

DOI号：10.1111/1426-2920.15510

原文链接：

https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/1462-2920.15510

Microbiological Research

科研| Microbiological Research：促进可持续农业和粮食安全的植物微生物组：机遇、挑战和解决方案

本文由公子小白编译

  印度北方邦瓦拉纳西圣城贝拿勒斯印度教大学环境与可持续发展研究所Brajesh Kumar Singh等人于2021年4月5日在Microbiological Research发表题为《Phytomicrobiome for promoting sustainable agriculture and food security: opportunities, challenges, and solutions》的文章，本文通过描述植物微生物群的功能特性，重点以可培养的微生物促进可持续农业。主要包括：(1) 探索了的定殖过程，(2) 强调了植物微生物组的机制和功能特性，(3) 描述了植物微生物组挑战的新方法和未来前景。

摘要：以环境可持续的方式确保粮食安全是一项全球性挑战。要实现这一目标，农业生产率需要在日益恶劣的气候条件下提高70%，同时不进一步损害环境质量(如减少农用化学品的使用)。大多数政府和政府间机构都强调需要利用自然资源的替代办法来解决这一问题。使用有益的植物微生物群(即与植物组织密切相关的微生物)被认为是应对粮食安全和环境可持续性双重挑战的可行解决方案之一。在植物的不同部位，即根、茎、叶、种子和花中发现了多种重要的微生物，它们在植物健康、发育和生产力中起着重要作用，并可直接有助于提高食物生产的质量和数量。植物微生物群还可以通过提高资源利用效率，以及对生物和非生物压力的恢复力来提高生产力。在这篇文章中，我们探讨了植物微生物群在植物健康中的作用，以及如何利用微生物群的功能特性以对环境友好的方式提高农业生产率。然而，仍然存在重大的技术和转化挑战，例如微生物产品在野外条件下的功效不一致，以及缺乏原位操纵微生物的工具。我们提出了一些途径，例如使用联合体、合成群落(相对于单个分离物)、内生微生物和更好的配方技术。这些途径需要基于系统的方法来实现植物微生物群在促进粮食安全方面的潜力。我们认为，如果这些技术和转化限制能够得到系统的解决，植物微生物群可以为农业生产力和粮食安全的可持续增长做出巨大贡献。近年来在植物微生物领域取得了一些进展，但仍然存在许多知识空白，需要优先关注，包括 (a) 对植物组织微生物定殖的基本过程的理解，(b) 在根际和内生层中培养有益微生物的生化/分子信号的表征；(c) 确定与植物相关的核心和中枢微生物群，以及它们如何受到农艺措施和气候变化的影响。如果这些差距得到系统解决，植物微生物学方法有可能为未来带来农业生产力和环境可持续性的转型增长提供工具。在未来的不同环境胁迫下，植物微生物群可能成为植物生长发育的更有效的微生物接种剂和生物控制剂。这可以作为作物特定内生联合体的发展，以促进可持续农业。

关键词: 植物微生物群、植物-微生物相互作用、可持续农业、根际、内生菌、叶球

原名：Phytomicrobiome for promoting sustainable agriculture and food security: opportunities, challenges, and solutions

译名：促进可持续农业和粮食安全的植物微生物组：机遇、挑战和解决方案

期刊：Microbiological Research

IF：3.970

发表时间：2021.04.05

通讯作者：Brajesh Kumar Singh

通讯作者单位：印度北方邦瓦拉纳西圣城贝拿勒斯印度教大学

DOI号：10.1016/j.micres.2021.126763

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0944501321000690

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