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、PNAS、Water Research、The ISME Journal、SBB、Geoderma、Frontiers in Microbiology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

科研| Nature：毒素介导的疾病过程中产生的宿主代谢物为艰难梭菌所用

本文由Tiger编译 

   斯坦福大学医学院微生物与免疫学系Kali M. Pruss和Justin L. Sonnenburg于2021年4月28日在Nature发表题为《C. difficile exploits a host metabolite produced during toxin-mediated disease》的文章。许多肠道病原体通过毒性因子为其自身创造适宜的生存竞争环境，从而引起肠道疾病。但艰难梭菌（Clostridium difficile）是如何从其诱发的病理状态中受益的，目前并不清楚。宿主的免疫反应在决定感染的严重性上起着至关重要的作用，艰难梭菌如何适应并利用炎症下的肠道生态微环境仍是未知数。研究者提出毒素的产生及其随后的炎症反应改变了肠道的生态微环境，艰难梭菌相应地改变了其代谢。通过在定殖有野生型艰难梭菌或同基因毒素缺陷型突变艰难梭菌的小鼠中进行RNA测序（RNA-seq）研究，可以鉴定艰难梭菌在炎症或非炎症状态下的代谢途径。该研究提示了两种不同治疗策略的潜力：一是靶向艰难梭菌代谢和它所创造的炎症环境，二是着重于宿主为艰难梭菌在体内生存所创造的代谢物及代谢通路。

摘要：某些肠道病原体通过诱导宿主病理和炎症改变来取得特殊的代谢获益。艰难梭菌（Clostridium difficile）通过毒素介导的结肠炎每年在美国引起45万例感染和1.5万例死亡病例。然而，艰难梭菌致病的分子机制仍不清楚。为明确艰难梭菌如何通过代谢去适应其毒素所介导的炎症状态，研究者采用RNA测序技术在小鼠模型中检测了野生型艰难梭菌和缺乏毒素的同基因突变体（isogenic mutant）的代谢状态。结合细菌和小鼠遗传学数据，研究者证明：艰难梭菌利用饮食和宿主来源的山梨糖醇（sorbitol）。宿主来源的山梨醇由醛糖还原酶（aldose reductase）产生，醛糖还原酶表达于多种免疫细胞，在炎症时（包括艰难梭菌所致毒素介导疾病）其表达上调。该项研究突出强调了艰难梭菌可以利用毒素介导的疾病过程产生的一种宿主来源的营养物质（sorbitol）。催化改营养物质产生的酶（aldose reductase）首次被发现与感染有关。

原名：C. difficile exploits a host metabolite produced during toxin-mediated disease

译名：毒素介导的疾病过程中产生的宿主代谢物为艰难梭菌所用

期刊：Nature

IF：42.778

发表时间：2021.4.28

通讯作者：Justin L. Sonnenburg

通讯作者单位：斯坦福大学医学院微生物与免疫学系

DOI号：10.1038/s41586-021-03502-6

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03502-6

科研| Nature：Asgard古细菌的多样性及其与真核生物的关系

本文由弈轩编译

   美国马里兰州贝塞斯达国立卫生研究院国家医学图书馆国家生物技术信息中心的Eugene V. Koonin 和深圳大学高等研究院海洋微生物工程重点实验室的李猛等人于2022年4月28日在Nature发表题为《Expanded diversity of Asgard archaea and their relationships with eukaryotes》的文章，本研究对Asgard古菌的162个完整或接近完整的基因组进行了比较分析，拓展了Asgard的系统发育多样性并提出6个系统发与的结果。进一步深入的对162个Asgard基因组进行了全面的蛋白质结构域分析表明，通过广泛的水平基因转移，在真核生物的古细菌祖先（Asgard内部或外部）中积累了可移动古细菌“真核生物”的成分。

摘要：Asgard是最近发现的一个古细菌超级菌种，推测其包含真核生物的最接近的古细菌亲属。关于真核生物的古细菌祖先是否属于Asgard菌，或者这个祖先是否是所有其他古细菌的姐妹群体（即，两域生命树与三域生命树）的争论仍在继续。本文对Asgard古菌的162个完整或接近完整的基因组进行了比较分析，其中包括75个我们所知尚未报道的元基因组。我们的结果大大扩展了Asgard的系统发育多样性，并促使我们提出了另外六个系统发育，其中包括一个我们暂时命名为Wukongarchaeota的深分支。我们的系统基因组分析并不能明确地解决真核生物和Asgard古细菌之间的进化关系，但是，根据物种的选择和用于构建系统发育的保守基因，支持来自Asgard（作为扩展的Heimdallarchaeota–Wukongarchaeota分支的姐妹群）内的真核生物起源，或古细菌内真核祖先起源的更深分支。我们对162个Asgard基因组进行了全面的蛋白质结构域分析，结果是真核生物特征蛋白的大量扩增。Asgard真核生物的特征蛋白具有不同的种类分布和结构域结构，这表明其通过水平基因转移、基因丢失、基因复制和结构域改组等途径进行动态进化。Asgard古细菌的系统基因组学的研究表明，通过广泛的水平基因转移，在真核生物的古细菌祖先（Asgard内部或外部）中积累了可移动古细菌“真核生物”的成分。

原名：Expanded diversity of Asgard archaea and their relationships with eukaryotes

译名：Asgard古细菌的多样性及其与真核生物的关系

期刊：Nature

IF：42.778

发表时间：2021.04.28

通讯作者： Eugene V. Koonin 和李猛

通讯作者单位：美国马里兰州贝塞斯达国立卫生研究院和深圳大学高等研究院海洋微生物工程重点实验室

DOI号：10.1038/s41586-021-03494-3

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03494-3

PNAS

科研| PNAS：肠道厌氧真菌是未开发的天然产物储存库

本文由momo编译 

    加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校化学工程学系Michelle A. O’Malley等人于2021年4月27日在PNAS发表题为《Anaerobic gut fungi are an untapped reservoir of natural products》的文章，本研究通过多组学整合分析的设计，对基因组特征并不明确的肠道厌氧真菌的基因组进行挖掘，鉴定出146个编码不同类型天然产物的生物合成酶基因，进一步确认这些基因的生物学活性。该研究证明肠道厌氧真菌是一个未开发的生物活性化合物的储存库，对于开发探索肠道菌群天然产物具有借鉴和启发作用。

摘要：厌氧真菌 (新美鞭菌纲，class Neocallimastigomycetes) 是食草性动物肠道的一种低丰度菌纲。肠道厌氧真菌的基因组特征不明确，还没有广泛挖掘发现其产生某些天然产物 (如抗生素) 的生物合成酶。本研究中，作者探索了肠道中厌氧真菌天然产物的合成潜力，这些天然产物可以影响肠道菌群的组成。采用多组学整合分析的设计对来自于4个代表性物种的肠道厌氧真菌的天然产物进行分类：厌氧鞭菌属（Anaeromyces robustus，A. robustus）、瘤胃厌氧真菌属(Cecomyces Rorovis，C. churrovis)、新美鞭菌属(Neocallimastix Calforniae ，N. californiae) 和梨囊鞭菌属 (Piromyces Finnis ，P. finnis)，总共鉴定出146个编码不同类型天然产物的生物合成酶基因，包括非核糖体多肽合成酶（NRPS）和聚酮合成酶（PKS）。此外，N. californiae和C. churrovis基因组编码了7种假定细菌素，细菌素是一类典型的由细菌产生的抗菌肽。利用按照标准在植物或可溶性底物中培养真菌获得的转录学、表观遗传学和蛋白质组学数据，发现所有四个菌株中，26%的核心生物合成基因是可以被转录的。当这四种真菌菌株生长在纤维二糖上时，通过蛋白质组学可以检测到30%的总生物合成基因产物。利用液相色谱串联质谱 (LC-MS/MS) 鉴定培养上清液，仅从A. robustus培养上清液中就检测到72种可能的天然产物。所有四株厌氧真菌均产生的一种化合物被推测为一种与聚酮合成相关的苯乙烯吡喃酮baumin。分子网络模型量化了这些真菌产生的天然产物的串联质谱 (MS/MS) 谱图之间的相似性，从而能够识别出厌氧真菌特有的三组天然产物。总体而言，这些结果说明肠道厌氧真菌可以合成天然产物，这些天然产物可以作为抗菌剂、治疗剂和其他生物活性化合物的来源。

重要性：肠道厌氧真菌是食草性动物肠道菌群的重要成员，但相对于细菌而言，厌氧真菌的数量较少。本研究中作者发现这些早分枝真菌可以产生丰富的次生代谢物 (天然产物)，这些次生代谢物可能调节肠道菌群。通过使用一种集成的多组学整合分析方法对预测的源于真菌基因组生物合成基因进行分类，确定其中具有转录活性的基因，并验证其酶产物的存在。该研究表明肠道厌氧真菌是一个未开发的生物活性化合物的储存库，可应用于生物技术领域。

关键词：天然产物、次生代谢、厌氧菌、真菌、转录组

原名：Anaerobic gut fungi are an untapped reservoir of natural products

译名：肠道厌氧真菌是未开发的天然产物储存库

期刊：PNAS

IF：9.412

发表时间：2021.04.27

通讯作者：Michelle A. O’Malley

通讯作者单位：加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校化学工程学系

DOI号：10.1073/pnas.2019855118

原文链接：

https://www.pnas.org/content/118/18/e2019855118

Water Research

科研| Water Research：基于微生物丰度的机器学习方法可用于识别水样来源

本文由艾奥里亚编译

  中国科学院生态环境研究中心（Research Center for Eco-Environmental Sciences，Chinese Academy of Sciences）的Chenchen Wang于2021年04月27日在Water Research发表题为《Machine learning approach identifies water sample source based on microbial abundance》的文章，该单位柏耀辉担任该研究通讯作者。该研究基于随机森林分布的方法，采用不同的模型，意在1、使用射频算法，基于微生物测序数据、环境参数或是两者的结合，来开发一种优化方法以确定水样来源；2、确定预测中的重要变量。基于三种PCIs，三种MBIs以及两者的结合，笔者发现，在基于环境PCIs的模型中，使用传统PCIs作为输入所提供的预测结果更优。在基于MBI的模型中，细菌输入比真菌输入提供了更好的水样源识别。基于本研究结果，笔者探索并开发了一种快速、可靠的水样源识别方法。

摘要：由于邻近土地的利用模式以及排放源的不同，水质可能会沿着水系发生变化。这些变化可以诱导水生微生物群落做出快速响应，这可能是水质特征的一个指标。在本研究中，我们根据环境物理化学指数（PCIs）、微生物指数（MBIs）及其组合，采用随机森林模型来预测沿人类扰动梯度（即干扰较少的山区、废水排放城区、农药和化肥应用农业区）的三个不同河流生态系统的水体样本来源。结果表明，在基于PCI的模型中，使用传统的水质指数作为输入，比使用药品和个人护理产品（PPCPs）提供了明显更好的水源预测，比使用多环芳烃（PAHs）和替代多环芳烃（SPAHs）提供了更好的预测。在基于MBI的模型中，使用丰度前30的细菌结合病原性抗生素耐药细菌（PARB）作为输入达到最低的out-of-bag error rate（9.9%）并且增加了median kappa coefficient（0.8694），然而添加真菌作为输入降低kappa系数。与基于PCIs的模型或PCIs与MBIs的组合相比，基于丰度前30的细菌模型仍然显示出优势。随着16SrRNA测序技术的改进和未来数据可用性的增加，本研究所提出的方法提供了一种经济、快速、可靠的方法来识别水样来源。

关键词：水样本的源识别，物理化学指标，微生物丰度，机械分类学习，随机森林

亮点：

1. 根据物理化学和微生物指标确定了水样本源

2. 随机森林是七个机器学习模型中最好的模型

3. 传统的水质指数比PPCPs和 (S) PPCPs提供了更好的预测

4. 丰度前30的细菌属与PARB的结合是来源识别的最佳输入

原名：Machine learning approach identifies water sample source based on microbial abundance

译名：基于微生物丰度的机器学习方法可用于识别水样来源

期刊：Water Research

IF：9.130

发表时间：2021.04.27

通讯作者：柏耀辉

通讯作者单位：中国科学院生态环境研究中心（Research Center for Eco-Environmental Sciences，Chinese Academy of Sciences）

DOI号：10.1016/j.watres.2021.117185

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135421003833

图文摘要

ISME Journal

科研| ISME Journal：以功能基因组为中心的共驱动厌氧微生物群研究

本文由弈轩编译 

   同济大学污染控制与资源化国家重点实验室的吕凡等人于2021年4月28日在ISME Journal发表题为《Functional genome-centric view of the CO-driven anaerobic microbiome》的文章，本研究通过对以一氧化碳为底物的混合微生物培养中的微生物进行研究，基于DNA-SIP的宏基因组学，分析了不同一氧化碳浓度下的厌氧共驱动微生物群。且通过同位素标记分析、功能富集结果分析以及MAGs的代谢重建的分析结果表明，不同浓度下的菌群存在明显差异，且一氧化碳转化为羧酸盐和甲烷的微生物相互作用。

摘要：一氧化碳是通过混合微生物培养生产生物化学物质和生物燃料的一种很有前途的底物，其中羧基微生物起着至关重要的作用。以往对混合微生物培养的研究主要集中在整个群落结构上，但尚未对分类群和复杂的微生物相互作用进行准确的解释。在这里，我们进行了基于DNA-SIP的宏基因组学研究，以分析95%和35%一氧化碳气氛下的厌氧共驱动微生物群。同位素标记的扩增子序列的时间序列分析揭示了厚壁菌Firmicutes和变形杆菌Proteobacteria在高、低压一氧化碳压力下的重要作用，其中甲烷杆菌Methanobacterium是主要的古细菌属。基于同位素标记的基因组的功能富集分析表明，高一氧化碳下的微生物培养物在表达羧酸盐代谢和柠檬酸循环途径方面具有更大的潜力。以基因组为中心的宏基因组学重建了24个已发现的基因组和24个未被鉴定的宏基因组组装基因组（MAGs），覆盖了94%以上的宏基因组读取。MAGs的代谢重建描述了它们在一氧化碳驱动的微生物组中的潜在功能。一些特征不足的类群可能在多种过程中具有多样性。例如，未被充分表征的红菌烷属Rhodoplanes sp.和脱硫杆菌属Desulfifitobacterium_A sp.可以编码一氧化碳氧化和羧酸盐生产中的完整酶，提高功能冗余。最后，我们提出了一氧化碳转化为羧酸盐和甲烷的微生物相互作用这一观点。

原名：Functional genome-centric view of the CO-driven anaerobic microbiome

译名：以功能基因组为中心的共驱动厌氧微生物群研究

期刊：ISME Journal

IF：9.180

发表时间：2021.04.28

通讯作者：吕凡

通讯作者单位：同济大学污染控制与资源化国家重点实验室

DOI号：10.1038/s41396-021-00983-1

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41396-021-00983-1

SBB

科研| Soil Biology and Biochemistry：气候变化因素改变了根对半干旱草原凋落物分解的控制作用

本文由韬儿编译 

   中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室王益和南京农业大学资源与环境科学学院生态系统实验室、北卡罗莱州立大学昆虫与植物病理学学系胡水金等人于2021年4月29日在Soil Biology and Biochemistry发表题为《Climate change drivers alter root controls over litter decomposition in a semi-arid grassland》的文章。理解菌根根际对根凋落物降解的控制作用对于在未来气候变化背景下预测碳动态和营养循环具有重要意义。本研究利用控制多种气候变化因素的田间实验（即增温、氮输入和降水变化），检测了气候变化因子如何调控根系对半干旱草地（位于中国西北的黄土高原）中凋落物降解的调控作用，研究发现土壤湿度主导控制微生物对气候变化因子的响应，存在根系增加微生物量，但是抑制微生物的降解活性。

摘要：植物根系是土壤有机碳（C）的主要来源，支持根际微生物的生长和活动。气候变化因子可能改变根系-微生物的相互作用，影响根际碳动态。然而，相互作用的气候变化效应的方向和大小，以及其潜在机制还不清楚。本研究中，我们通过田间实验提供的证据表明，增温和降水变化加强了根系对半干旱草原凋落物降解的控制作用。不论根系是否存在，增温和降水减少抑制微生物对根系凋落物的降解；而只有根系存在的情况下，降水增加才促进凋落物的降解，这表明，植物对水的竞争限制腐生微生物的活性。根系存在增加了微生物量，但是降低微生物活性，如呼吸、碳循环酶和凋落物降解，这表明，根系通过改变碳或水的有效性对微生物产生不同的影响。另外，氮（N）输入显著降低微生物量和微生物活性（呼吸）。总之，这些结果表明，气候变化因子所引起的土壤湿度改变调控根系对土壤微生物降解的控制作用。我们的发现表明，增温所提高的植物水分利用，结合氮诱导的微生物抑制，也许提供了一种独特的机制降水适度增加、增温和氮输入的相互作用通过这个机制抑制微生物降解，进而促进干旱和半干旱草地的短期土壤碳固存。

关键词：气候变化，凋落物降解，激发效应，半干旱草地，水有效性

原名：Climate change drivers alter root controls over litter decomposition in a semi-arid grassland

译名：气候变化因素改变了根系对半干旱草原凋落物分解的控制作用

期刊：Soil Biology and Biochemistry

IF：5.795

发表时间：2021.04.29

通讯作者：王益，胡水金

通讯作者单位：中国科学院地球环境研究所，黄土与第四纪地质国家重点实验室; 南京农业大学资源与环境科学学院生态系统实验室、北卡罗莱州立大学昆虫与植物病理学学系

DOI号：10.1016/j.soilbio.2021.108278

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071721001516#!

Geoderma 

科研| Geoderma：在半干旱草地中，CO₂浓度升高对土壤微生物功能的刺激可能强于灌溉的刺激

本文由蓝胖儿编译 

   中国科学院生态环境研究中心邓晔与澳大利亚西悉尼大学霍克斯伯里环境研究所Elise Pendall等人于2021年4月27日在Geoderma发表题为《Stimulation of soil microbial functioning by elevated CO₂ may surpass effects mediated by irrigation in a semiarid grassland》的文章，在本研究通过研究参与土壤碳、氮、磷和硫循环的功能基因的变化来揭示微生物的功能过程。尽管大气CO₂的影响比灌溉的影响更强，但大气CO₂和灌溉处理对微生物过程都有积极的影响，都显著增加参与碳、氮、磷和硫循环的关键功能基因的丰度，对微生物过程产生积极影响。土壤水分作为半干旱草地生态系统中微生物功能的主要调节因子，具有重要作用。

摘要：微生物群落在对大气二氧化碳（eCO₂）升高时的功能是气候变化反馈中最重要的因素之一，但人们对此知之甚少。在缺水生态系统中，eCO₂引起的土壤水分对土壤微生物群落及其功能的影响可能具有重要意义。为了填补这一知识空白，本研究在半干旱混合草地上，测量了在两个土壤深度（0-5 cm和5-15 cm）下eCO₂和模拟水分有效性的灌溉处理下土壤微生物群落的功能组成、结构和功能过程。eCO₂和灌溉处理增加了整体功能多样性，显著（P < 0.01）改变了微生物组成和结构。与灌溉处理相比，eCO₂处理的土壤碳（C）、氮（N）、磷（P）和硫（S）循环的关键功能基因数量更多。结构方程模型（SEM）表明，eCO₂通过调节土壤水分和植物生物量对土壤微生物群落结构产生显著影响，而灌溉处理仅通过调节土壤水分对土壤微生物群落结构产生影响。此外，在这个缺水系统中，土壤水分介导的生态效应对土壤微生物功能结构的影响比植物活性介导的生态效应更为重要。本研究进一步提高了我们对全球气候变化如何调节半干旱草原生态系统中土壤微生物功能过程的理解。

关键词：高浓度二氧化碳、灌溉、土壤微生物群落、功能基因、半干旱草地生态系统

原名：Stimulation of soil microbial functioning by elevated CO2 may surpass effects mediated by irrigation in a semiarid grassland

译名：在半干旱草地中，CO₂浓度升高对土壤微生物功能的刺激可能强于灌溉的刺激

期刊：Geoderma

IF：4.848

发表时间：2021.04.27

通讯作者：邓晔&Elise Pendall

通讯作者单位：中国科学院生态环境研究中心&澳大利亚西悉尼大学霍克斯伯里环境研究所

DOI号：10.1016/j.geoderma.2021.115162

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2021.115162

科研| Geoderma：农田和草地频繁转换的农牧交错带中土壤微生物群落组成而不是多样性受到土地利用类型的影响

本文由清韵编译

    中国科学院南京土壤研究所潘贤章等人于2021年4月26日在Geoderma发表题为《Soil microbial community composition but not diversity is affected by land-use types in the agro-pastoral ecotone undergoing frequent conversions between cropland and grassland》的文章。本研究使用高通量测序技术对农田和草地之间频繁转换的农牧交错带（APEN）种土壤微生物群落进行了研究。本研究的目标是：(a) 调查土地利用类型是否影响土壤微生物多样性和群落组成；(b) 这种影响是否随着土壤类型而变化；(c) 土壤微生物对土地利用类型的响应如何随当前土地利用的持续时间而变化。本研究的结果表明，考虑土壤微生物的时间变异性可能会加深我们对土壤微生物变化机制的理解。此外，土壤微生物群落组成是一个比多样性更敏感的人类干扰指标。进一步的研究应关注土壤微生物群落和功能之间的联系，以解决土地利用类型与生态过程的最终关系。

摘要：土地利用类型对土壤微生物群落的深远影响已在土地利用转换为单向性的地区被广泛发现。然而，在经历了频繁的双向土地利用转换的地区，土壤微生物对土地利用类型的反应却知之甚少。在此，本研究在中国北方的农牧交错带（APEN）收集了36种不同土壤类型的成对农田和草地土壤，并采用高通量测序方法对土壤微生物群落进行了研究。根据从2008年至2017年的遥感影像解读的土地利用历史，所有地点的农田和草地之间的平均转换频率为3至4次，当前土地使用的持续时间为1至9年。配对t检验表明，土壤微生物多样性，如观测到的OTU_S和Faith's PD，在农田和草地之间没有显著差异。相反，基于NMDS和ANOSIM分析发现，土壤微生物群落组成随土地利用类型而显着变化。在不同的土壤类型（Kastanozems和Cambisols）中也观察到上述现象。SIMPER分析表明，对微生物群落组成变化贡献最大的微生物类群是Pseudarthrobacter、Azotobacter、Bacillus、和Blastococcus，且它们与植被类型（玉米和草）密切相关。同时，农田和草地之间的土壤特性没有显着差异，这表明植被类型本身可能会驱动群落组成的变化。此外，土壤微生物多样性随农田持续时间的增加而减少，但不随草地持续时间的增加而变化。农田和草地之间的群落组成在较长时间内（5-9年）的差异大于较短时间内（1-4年）的差异。因此，土地利用类型持续的时间越长，两种土地利用类型之间的土壤微生物差异越明显。总之，与土壤微生物多样性相比，在频繁的双向转换下，群落组成更容易受到土地利用类型的影响，但两者的响应都随着当前土地利用年限的延长而增强。

原名：Soil microbial community composition but not diversity is affected by land-use types in the agro-pastoral ecotone undergoing frequent conversions between cropland and grassland

译名：农田和草地频繁转换的农牧交错带中土壤微生物群落组成而不是多样性受到土地利用类型的影响

期刊：Geoderma

IF：4.848

发表时间：2021.04.26

通讯作者：潘贤章

通讯作者单位：中国科学院南京土壤研究所

DOI号：10.1016/j.geoderma.2021.115165

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016706121002457

科研| Geoderma：不同坡位耕作管理对农作物玉米微生物功能的影响

本文由大头虾编译

    英国洛桑研究所可持续农业系统部的Laura M. Cardenas等人于2021年4月27日在Geoderma发表题为《The effect of tillage management on microbial functions in a maize crop at different slope positions》的文章。本研究将英国西南部的壤土（loamy soil）坡地中的试验田土壤作为研究对象，通过分别采集坡顶、坡中、坡底和坡脚处的表层土壤来研究土壤碳（C）、氮（N）和微生物特性。而从常规处理的坡顶、坡中和坡底收集土壤用来评估常规管理对潜在温室气体排放的影响。研究表明，玉米栽培下不同坡位土壤微生物群落结构不同。且坡底土壤微生物对旧SOC (C3-C) 的掺入更大。利用玉米C主要是革兰氏阳性细菌和真菌。耕后坡底潜在CO₂和N₂O排放量增加。此外，温室气体的排放可能降低底坡的碳汇潜力。

摘要：要确定农业土壤是温室气体（greenhouse gases，GHGs）的接收器还是源头，就需要对土壤有机碳（soil organic carbon，SOC）和养分，如氮（nitrogen，N）的库和通量的变化以及相关的土壤微生物反应进行量化。本研究在英国西南部的壤土（loamy soil）坡地（~10%）中采集了常规、最小或带状耕作处理（strip tillage treatments）下的玉米（Zea mays）试验田土壤，该试验田的玉米已常规种植12年。在坡顶、坡中、坡底和坡脚处分别采集0-10 cm的表层土壤，研究土壤C、N和微生物特性。通过从常规处理的坡顶、坡中和坡底收集土壤，评估了常规管理对潜在温室气体排放的影响。结果表明，土壤有机碳和全氮含量在坡顶位置最高，矿质氮（NO₃^- -N和NH₄⁺-N）浓度在坡底和坡脚位置最高。革兰氏阳性细菌（Gram positive bacteria）和真菌的生物标志物磷脂脂肪酸(Biomarker phospholipid fatty acids，PLFA) 在每个斜坡位置都相对富集¹³C，这表明它们优先利用玉米有机质（C₄）而不是有机碳SOC（C₃）。总PLFA中约70%的碳来源于坡脚C3-SOC，表明在沉积位置有更多大于12年的SOC被矿化。土壤中N₂O和CO₂的排放总量和温室气体的排放总量均以斜坡底部位置的土壤为最大，表明常规耕作坡耕地的沉积位置可能增加了土壤的矿化和反硝化潜力。我们认为，温室气体排放可能降低斜坡沉积位置的碳汇潜力。 

关键词：土壤耕作；碳氮循环；温室气体排放；土壤微生物群落；化合物特异性¹³C稳定同位素分析

原名：The effect of tillage management on microbial functions in a maize crop at different slope positions

译名：不同坡位耕作管理对农作物玉米微生物功能的影响

期刊：Geoderma 

IF：4.848

发表时间：2021.4.27

通讯作者：Laura M. Cardenas

通讯作者单位：英国洛桑研究所可持续农业系统部

DOI号：10.1016/j.geoderma.2021.115171

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0016706121002512

Frontiers in Microbiology

科研| Frontiers in Microbiology：母体微生物群落转移并规划后代的进食行为

本文由史春丽编译 

   法国生理学和适应性营养学中心Patricia PARNET等人与2021年4月27日Frontiers in Microbiology发表题为《Maternal microbiota transfer programs offspring eating behavior》的文章，本研究通过将易肥胖与抗肥胖母鼠菌群转移至出生0-15天的幼崽中，并分为三组分别为：接受易肥胖母鼠菌群（F-OP）组，抗肥胖母鼠菌群（F-OR）组，接受载体菌群（F-sham）组。首先分析了母鼠（捐赠者）与幼鼠（受赠者）在不同采样时间的微生物群落的变化。其次，通过测量三组大鼠从出生到成年的卡路里摄入量、预期的食物奖励反应、摄入甜味以及食物后的感觉，来评估三组大鼠从出生到成年的饮食行为。并寻找微生物群落与食物摄入量参数之间的相关性。这一发现进一步支持了对新生儿进行肠道微生物的转移可以规划其饮食性为的观点。

摘要：本研究将母体微生物群落转移至后代后，评估了其可规划子代饮食习惯的潜在作用。选择性的培育转移易肥胖（Obese Prone，OP），抗肥胖（Obese Resistant，OR）SD大鼠的肠道菌群，因为已知该品系的鼠类中盲肠的微生物群落及其代谢能力方面具有差异。因此分别从OP、OR母鼠的粪便、阴道和乳汁中收集菌群，并转移至出生0-15天的常规小鼠体内，并分为三组：接受易肥胖母鼠菌群（F-OP）组，抗肥胖母鼠菌群（F-OR）组，接受载体菌群（F-sham）组。首先分析了捐赠者在采样时，受赠者接受菌群时的菌群变化。其次，通过测量三组幼鼠从出生到成年的卡路里摄入量、预期的食物奖励反应、摄入甜味和脂肪溶液时的味觉，及摄入食物后的感觉，来观察接种菌群幼鼠的生长情况与饮食行为的改变。进一步寻找菌群组成与摄取食物参数的相关性。结果表明，将母鼠体内不同组成的微生物菌群转移至幼鼠体内后，产生的菌群变化不会持续到成年，但接受易肥胖母菌群的大鼠成年后具有过度饮食的风险。这些发现表明，转移至子代的菌群可以规划后代的饮食习惯，但对子代成年后的菌群改变没有长期的影响。

关键词：16S rDNA测序、食物偏好、动机、肥胖、健康及疾病的发展起源、易肥胖大鼠

原名：Maternal microbiota transfer programs offspring eating behavior

译名：母体微生物群落可转移并规划后代的进食行为

期刊：Frontiers in Microbiology

IF：4.235

发表时间：2021.04.27

通讯作者：Patricia PARNET

通讯作者单位：法国生理学和适应性营养学中心

DOI号：10.3389 / fmicb.2021.672224

原文链接：

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2021.672224/abstract

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