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馬鈴薯瘡痂病的發(fā)生與土壤微生物群落組成和功能有關(guān)

英文題目：The occurrence of potato common scab correlates with the community composition and function of the geocaulosphere soil microbiome

背景：土壤微生物可以調(diào)節(jié)植物病害的發(fā)生。馬鈴薯瘡痂病（CS）是一種世界范圍內(nèi)常見(jiàn)的致病性鏈霉菌引起的難治性疾病，但對(duì)其與土壤微生物群的相互作用知之甚少。本研究分析了結(jié)痂程度高（H，5株）和結(jié)痂程度低（L，5株）的馬鈴薯，每株采集四個(gè)土壤根系分室：薯表土壤（緊附薯塊表層，GS）、根際土壤（緊附根表層，RS）、根區(qū)土壤（植株生長(zhǎng)區(qū)域，ZS）、溝壑土壤（非植株生長(zhǎng)區(qū)域，FS）。目的是確定與馬鈴薯瘡痂病相關(guān)的土壤微生物群組成和功能。

結(jié)果： 檢測(cè)了瘡痂病植物毒素生物合成基因txtab和細(xì)菌16S rRNA基因的拷貝數(shù)，以及四個(gè)土壤根系分室的微生物多樣性和組成。其中薯表土壤（緊附薯塊表層，GS）是結(jié)痂程度高組（H）和結(jié)痂程度低組（L）之間唯一表現(xiàn)出顯著差異的分室。與H組相比，L組GS群落表現(xiàn)出較低的txtab基因拷貝數(shù)、較低的細(xì)菌16s拷貝數(shù)、較高的微生物多樣性、較高的共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性和較高的群體功能相似性。通過(guò)宏基因組測(cè)序進(jìn)一步揭示了GS樣品的群落組成和功能。Variovorax, Stenotrophomonas, Agrobacterium是最豐富的屬，它們與瘡痂病嚴(yán)重程度、致病鏈霉菌的估計(jì)絕對(duì)豐度（EAA）和txtab基因拷貝數(shù)顯著正相關(guān)。相比之下，Geobacillus, Curtobacterium, unclassified Geodermatophilaceae與這三個(gè)參數(shù)顯著負(fù)相關(guān)。與L組的功能特征相比，涉及ABC轉(zhuǎn)運(yùn)體、細(xì)菌分泌系統(tǒng)、群體感應(yīng)、氮代謝和細(xì)胞色素P450代謝的幾個(gè)相關(guān)基因在H組中更豐富。相比之下，一些抗生素生物合成途徑在L組更為豐富?；谌郝浣M成和功能的差異，提出了一個(gè)簡(jiǎn)單的模型來(lái)解釋土壤微生物群落與土壤碳源發(fā)生之間的假定關(guān)系。

結(jié)論： 土壤根系中薯表土壤（緊附薯塊表層，GS）微生物群與馬鈴薯瘡痂病嚴(yán)重程度密切相關(guān)，馬鈴薯瘡痂病的發(fā)生伴隨著群落組成和功能的變化。差異功能為闡明土壤微生物群與土壤微生物群相互作用的機(jī)制提供了新的線索，不同的群落組成為土壤微生物群的發(fā)生提供了新的視角。

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有機(jī)磷農(nóng)藥毒死蜱通過(guò)影響腸道微生物群促進(jìn)肥胖和胰島素抗性

英文題目：Organophosphorus pesticide chlorpyrifos intake promotes obesity and insulin resistance through impacting gut and gut microbiota

背景：腸道微生物群內(nèi)環(huán)境平衡的破壞可能導(dǎo)致低等級(jí)炎癥，導(dǎo)致肥胖相關(guān)疾病。一個(gè)主要的保護(hù)機(jī)制是使用多層粘液結(jié)構(gòu)來(lái)保持腸道上皮細(xì)胞和微生物群之間的安全距離。為了研究殺蟲(chóng)劑是否會(huì)通過(guò)干擾粘液與細(xì)菌的相互作用來(lái)誘導(dǎo)胰島素抵抗/肥胖，我們進(jìn)行了一項(xiàng)研究，以確定長(zhǎng)期接觸毒死蜱對(duì)喂食高脂肪或正常脂肪飲食的C57BL/6和CD-1（ICR）小鼠產(chǎn)生什么影響。為了進(jìn)一步研究毒死蜱對(duì)微生物群的影響，進(jìn)行了抗生素治療和微生物群移植實(shí)驗(yàn)。

結(jié)果：結(jié)果表明，有機(jī)磷農(nóng)藥毒死蜱能破壞腸道屏障的完整性，導(dǎo)致脂多糖進(jìn)入機(jī)體，最終導(dǎo)致低度炎癥，進(jìn)而導(dǎo)致胰島素抗性和肥胖。而遺傳背景和飲食模式對(duì)毒死蜱誘導(dǎo)的結(jié)果影響有限。此外，被給予毒死蜱的小鼠改變了其微生物群，這種被改變的腸道菌群會(huì)反作用于宿主，加重機(jī)體胰島素抗性和肥胖癥狀。

結(jié)論： 我們的研究結(jié)果表明，殺蟲(chóng)劑的廣泛使用可能導(dǎo)致全球炎癥相關(guān)疾病的流行。

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囊性纖維化肺中嗜中性粒細(xì)胞蛋白水解與其致病微生物群相關(guān)

背景：對(duì)囊性纖維化（CF）肺微生物群的研究一直表明，由于機(jī)會(huì)性病原體的優(yōu)勢(shì)，肺功能下降與微生物多樣性下降有關(guān)。然而，這種現(xiàn)象如何反映在肺分泌物的代謝物和化學(xué)環(huán)境中仍不清楚。因此我們采用16S rRNA基因擴(kuò)增子測(cè)序和非靶向串聯(lián)質(zhì)譜法研究了囊性纖維化患者痰標(biāo)本的微生物和分子組成，以確定其相互關(guān)系和與疾病嚴(yán)重程度（臨床測(cè)量指標(biāo)）的相關(guān)性。

結(jié)果：結(jié)果發(fā)現(xiàn)，根據(jù)代謝結(jié)果囊性纖維化患者為兩種類(lèi)型：一種是代謝物多樣性較高、銅綠假單胞菌較多的嚴(yán)重疾病患者；另一種是代謝物多樣性較低、病原菌較少的肺功能較好患者。這兩種類(lèi)型是通過(guò)肽和氨基酸的豐度和多樣性來(lái)區(qū)分的，病情嚴(yán)重、病原菌較多的患者肽水平較高。對(duì)這些肽羧基末端殘基的分析表明，嗜中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶和組織蛋白酶G是它們產(chǎn)生的原因，因此，這些嚴(yán)重患者痰中的這些酶具有較高水平的蛋白水解酶活性。囊性纖維化病原銅綠假單胞菌與豐富的氨基酸有關(guān)，已知在肺部銅綠假單胞菌主要以這些氨基酸為食。

結(jié)論： 在嚴(yán)重的囊性纖維化病例中，宿主酶（嗜中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶和組織蛋白酶G）的蛋白水解創(chuàng)造了一個(gè)富含氨基酸的環(huán)境，銅綠假單胞菌開(kāi)始占據(jù)主導(dǎo)地位，這可能有助于病原體的持久性，提供其首選的碳源。

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早產(chǎn)兒和醫(yī)院定殖真菌的宏基因組分析

英文題目：Genome-resolved metagenomics of eukaryotic populations during early colonization of premature infants and in hospital rooms

背景：真菌感染是住院早產(chǎn)兒死亡率和發(fā)病率的一個(gè)重要原因，然而，關(guān)于嬰兒和新生兒重癥監(jiān)護(hù)室的真菌定殖了解甚少。一方面是因?yàn)槲⑸锝M研究經(jīng)常使用細(xì)菌16S rRNA擴(kuò)增子測(cè)序，這種技術(shù)不適用于真菌。另外關(guān)于住院嬰兒和醫(yī)院病房中真菌的系統(tǒng)發(fā)育和微多樣性方面存在知識(shí)缺口。

結(jié)果：對(duì)161名早產(chǎn)兒的1174個(gè)時(shí)間序列樣本進(jìn)行宏基因組分析，只發(fā)現(xiàn)10名嬰兒存在真菌定植，當(dāng)真菌定植發(fā)生時(shí)，多個(gè)物種出現(xiàn)的頻率比隨機(jī)機(jī)會(huì)預(yù)期的要高。從6個(gè)不同嬰兒的病房中分析24個(gè)宏基因組樣本，與樓梯和地面相比，醫(yī)院水槽里有多種多樣的、高度變異的群落，其中包含一些新物種，例如雙翅目（蠅）和橫紋?。ㄈ湎x(chóng)）。除了雙翅目和其它兩種生物外，新組裝的二倍體真核生物基因組的合子性較低。有趣的是，在室內(nèi)和嬰兒腸道樣本中都存在馬拉色菌和念珠菌。

結(jié)論：真菌共定植水平的增加可能反映了嬰兒對(duì)真菌定植的敏感性的協(xié)同作用或差異。以前沒(méi)有測(cè)序的真菌的發(fā)現(xiàn)突出了宏基因組分析的好處，而組裝基因組的低合子性則反映了同系繁殖或房間條件下強(qiáng)選擇。

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一個(gè)尚未被描述的木虱科的序列和培養(yǎng)研究揭示了這個(gè)家族的新物種、寄主偏好和功能潛力

英文題目：Sequence and cultivation study of Muribaculaceae reveals novel species, host preference, and functional potential of this yet undescribed family

背景：S24-7家族（類(lèi)桿菌門(mén)）中的細(xì)菌在小鼠腸道微生物群中占優(yōu)勢(shì)，在其它動(dòng)物的腸道中被檢測(cè)到。由于它們直到最近才被培養(yǎng)出來(lái)，家族分類(lèi)仍不明確，與宿主的相互作用也很難研究，在序列數(shù)據(jù)注釋方面仍存在混淆。我們結(jié)合16S rRNA基因分析以及宏基因組和培養(yǎng)物種的功能和分類(lèi)數(shù)據(jù)，對(duì)S24-7家族進(jìn)行了研究。

結(jié)果：通過(guò)全長(zhǎng)16S rRNA基因序列聚類(lèi)，共推斷出685個(gè)種，雖然許多物種不能被指定生態(tài)棲息地（分析了93045個(gè)樣本），但老鼠是其最常見(jiàn)的宿主（平均相對(duì)豐度為20%，共有9個(gè)物種）。宏基因組可以重建59個(gè)分子物種，其中34個(gè)是16S rRNA基因鑒定的種群。此外，培養(yǎng)工作允許分離出代表三個(gè)物種的五個(gè)菌株，包括兩個(gè)新分類(lèi)群?；蚪M分析顯示，s24-7在功能上與鄰近的家族不同，在復(fù)雜的碳水化合物降解方面具有多樣性。

結(jié)論：我們提供了關(guān)于細(xì)菌家族S24-7的多樣性、生態(tài)學(xué)和描述的新數(shù)據(jù)，并為此提出了木虱科的名稱(chēng)。

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在不同的農(nóng)業(yè)土壤中，原生生物群落對(duì)氮肥的敏感性高于其它微生物

英文題目：Protist communities are more sensitive to nitrogen fertilization than other microorganisms in diverse agricultural soils

背景：農(nóng)業(yè)糧食生產(chǎn)是糧食和飼料的基礎(chǔ)，在過(guò)去幾十年中施肥從根本上不斷提高作物產(chǎn)量。作物的表現(xiàn)與它們的微生物群密切相關(guān)，因?yàn)樗鼈児餐纬晒采傮w。然而，眾所周知，微生物群對(duì)植物性能的重要性在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中被忽視，因?yàn)槭┓蕰?huì)切斷植物對(duì)有益于植物的微生物過(guò)程的依賴(lài)。此外，我們?nèi)狈?duì)施肥方式如何影響土壤微生物群的全面了解。在這里，我們研究了種植兩季玉米的三種常見(jiàn)農(nóng)業(yè)土壤類(lèi)型中，兩年施肥制度（不施加氮肥對(duì)照、施加氮肥、施加氮肥同時(shí)進(jìn)行秸稈改良）對(duì)整個(gè)土壤微生物群（細(xì)菌、真菌和原生生物）的影響。

結(jié)果：我們發(fā)現(xiàn)施加氮肥對(duì)原生生物的影響比細(xì)菌和真菌群落更大。氮肥通過(guò)改變非生物特性以及細(xì)菌和真菌群落（與土壤類(lèi)型和采樣季節(jié)相關(guān)）間接降低了原生生物的多樣性。施加氮肥加秸稈改良劑對(duì)土壤理化性質(zhì)和微生物多樣性的影響大于單獨(dú)施氮。此外，同時(shí)施加氮肥與秸稈，增加了土壤微生物群落網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，說(shuō)明氮肥的施用加強(qiáng)了土壤微生物群落的相互作用。

結(jié)論：總之，我們的研究結(jié)果表明，原生生物是最易受氮肥影響的微生物組分。由于原生生物群落也表現(xiàn)出最強(qiáng)的季節(jié)動(dòng)態(tài)，因此它們是土壤變化最敏感的生物指標(biāo)。如果通過(guò)改變控制微生物群落復(fù)雜性的一些關(guān)鍵原生物中心，對(duì)原生物群落的變化就會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)期影響。這說(shuō)明原生生物可作為微生物工程中的靶向候選，未來(lái)用以擺脫對(duì)外來(lái)不可持續(xù)高施肥和殺蟲(chóng)劑應(yīng)用的依賴(lài)。

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挪威母親母乳中的環(huán)境毒性物質(zhì)及1個(gè)月嬰兒腸道細(xì)菌組成和代謝產(chǎn)物

英文題目：Environmental toxicants in breast milk of Norwegian mothers and gut bacteria composition and metabolites in their infants at 1 month

背景：微生物群落的早期破壞可能影響終身健康，環(huán)境毒物會(huì)污染母乳，而發(fā)育中的嬰兒腸道微生物群直接暴露在外。我們調(diào)查了母乳中的環(huán)境毒物是否影響1個(gè)月嬰兒的腸道微生物群組成和功能。我們使用挪威微生物群（NoMIC）中的267對(duì)母嬰樣本，測(cè)量了母乳環(huán)境毒物、糞便短鏈脂肪酸和腸道微生物成分。我們檢測(cè)了28種化學(xué)暴露：多氯聯(lián)苯（PCBs）、多溴阻燃劑（PBDEs）、和多氟烷基物質(zhì)（PFASs）以及有機(jī)氯農(nóng)藥。我們使用彈性網(wǎng)絡(luò)回歸模型和廣義線性模型評(píng)估了化學(xué)暴露和α多樣性/SCFAs，對(duì)低、中、高暴露組的混雜因子和β多樣性（UniFrac）、分類(lèi)群豐度（ANCOM）和預(yù)測(cè)的元基因組（PiCRUSt）的變化進(jìn)行調(diào)整。

結(jié)果：PBDE-28和表面活性劑全氟辛烷磺酸（PFOS）與微生物多樣性降低相關(guān)。早期一個(gè)重要的乳酸菌屬的一些sub-OTUs在毒性暴露相對(duì)“高”（>80%）的嬰兒樣本中含量較低。此外，母乳中的有毒物質(zhì)與微生物功能相關(guān)，解釋了醋酸和丙酸SCFAs（重要信號(hào)分子）高達(dá)34%的變異。根據(jù)暴露的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差，PBDE-28與丙酸減少相關(guān)，PCB-209與乙酸減少相關(guān)。相反，PFOA和二惡英類(lèi)PCB-167分別與丙酸和乙酸增加61%和22%相關(guān)。

結(jié)論：環(huán)境毒物暴露可能會(huì)影響嬰兒在關(guān)鍵發(fā)育期的腸道微生物功能。未來(lái)的研究需要重復(fù)這些新發(fā)現(xiàn)，并調(diào)查這是否對(duì)兒童健康有任何影響。

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與極危東方黑犀牛繁殖成功率、激素代謝物和卵巢周期階段相關(guān)的罕見(jiàn)腸道微生物群

英文題目：Rare gut microbiota associated with breeding success, hormone metabolites and ovarian cycle phase in the critically endangered eastern black rhino

背景：宿主微生物群在人類(lèi)激素產(chǎn)生和隨后的生育中起著作用，但在非模式生物中，這一點(diǎn)還不太清楚。這與動(dòng)物園保護(hù)繁殖計(jì)劃中的物種特別相關(guān)，因?yàn)樗拗魑⑸锶航M成與繁殖產(chǎn)量之間的關(guān)系可允許制定微生物增強(qiáng)策略以提高成功率。在這里，我們利用16S rRNA基因擴(kuò)增子測(cè)序?qū)Ψ敝澈头欠敝车臇|方黑犀牛的糞便細(xì)菌群落進(jìn)行了表征分析，并通過(guò)酶免疫分析對(duì)孕激素和糖皮質(zhì)激素代謝物濃度進(jìn)行定量，以確定它們的關(guān)系。

結(jié)果：根據(jù)ID、機(jī)構(gòu)、繁殖成功率和卵巢周期不同，我們發(fā)現(xiàn)黑犀牛腸道微生物組分存在顯著差異。尤其是在妊娠期和產(chǎn)后腸道微生物群發(fā)生了顯著變化。大約三分之一的細(xì)菌屬與孕激素和/或糖皮質(zhì)激素濃度的相關(guān)性超過(guò)±10%，一般來(lái)說(shuō)，微生物屬與兩種激素的相關(guān)性方向相同。通過(guò)綜合分析，我們確定了與繁殖成功率、懷孕和/或分娩后以及更高糞便孕激素代謝產(chǎn)物濃度顯著相關(guān)的四個(gè)屬（Aerococcaceae, Atopostipes, Carnobacteriaceae, Solobacterium）。這些屬在腸道微生物中的相對(duì)豐度低于平均水平。

結(jié)論：我們的研究結(jié)果表明，黑犀牛腸道微生物群的許多成員與激素的產(chǎn)生和繁殖成功有關(guān)，其中一些罕見(jiàn)的微生物群成員顯得尤為重要。雖然這種關(guān)系的方向性尚不清楚，但腸道微生物群落的變化是生殖健康的一個(gè)潛在生物標(biāo)志。我們確定了4個(gè)與繁殖產(chǎn)量多種指標(biāo)相關(guān)的屬，這些可作為候選益生菌，以提高黑犀牛在動(dòng)物園保護(hù)繁殖計(jì)劃中的繁殖成功率。

關(guān)于天昊：

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