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文章精选
下面小编精选出5篇具有代表性的高分文章进行分享，希望这些优质高分文章的实验设计和分析方法能给读者们提供参考。
标题：Nutrient supply controls the linkage between species abundance and ecological interactions in marine bacterial communities
译名：营养供应控制着海洋细菌群落物种丰度与生态相互作用之间的联系
期刊：Nature Communications
时间：2022.01.01
影响因子：14.919
产品：细菌16S
合作单位：清华大学
DOI：10.1038/s41467-021-27857-6
摘要：天然微生物群落普遍存在营养缺乏，影响物种繁殖和共存。然而，微生物物种丰度如何受生物和非生物因素的塑造是否存在一般规律尚不清楚。本文采用细菌16S rRNA测序分析，表明核糖体RNA基因操纵子(rrn)拷贝数是一个与细菌生长速度和营养需求相关的基因组特征。营养丰富的沿海沉积物在生物圈中从丰富减少到稀有，与之表现相反的模式——全球海洋营养稀缺的中上层带。这两种模式都是以群落层面的rrn拷贝数和营养物质之间的正相关关系为基础的。此外，在沿海沉积物中比在海洋水样中更多地观察到由负网络关联推断出的物种间的共同排斥现象。营养物质操纵实验产生的营养物质可用性对rrn拷贝数和网络关联的影响，与作者的实地观察一致。基于这样的结果，作者提出一个“饥饿游戏”假设，利用rrn拷贝数、生态相互作用和营养有效性来定义微生物物种丰度规则。
图1. “饥饿游戏”假说概念图
标题：Eucommiae cortex polysaccharides mitigate obesogenic diet-induced cognitive and social dysfunction via modulation of gut microbiota and tryptophan metabolism
译名：杜仲皮多糖通过调节肠道微生物群和色氨酸代谢从而减轻肥胖饮食引起的认知和社会功能障碍
期刊：Theranostics
时间：2022.05.01
影响因子：11.556
产品：细菌16S
合作单位：西北农林科技大学
DOI：10.7150/thno.72756
摘要：高脂肪和蔗糖饮食，被称为肥胖饮食 (OD)，与低度慢性炎症和神经发育障碍有关。OD 通过肠脑轴影响认知和社会功能。然而，青春期OD对未来健康的影响尚不清楚。同时，其内在机制和有效干预措施尚不完全清楚。多糖是杜仲皮中含量最丰富的物质之一，具有潜在的免疫调节和神经保护作用。本研究调查 OD 对青少年的影响，探索杜仲皮的调节作用多糖 ( EPs ) 对 OD 诱导的行为功能障碍的影响，并阐明其潜在的分子机制。
作者通过16S rRNA基因扩增子测序鉴定肠道细菌结构。采用qRT-PCR、免疫印迹、酶联免疫吸附试验和免疫荧光染色检测结肠组织和海马中基因和蛋白的表达。通过广泛靶向代谢组学和靶向代谢组学对血清和海马组织中的生物代谢物进行检测。
本研究填补了对青春期OD相关神经元功能障碍理解的空白，结果表明EPs通过调节青春期小鼠（OD喂养）的肠道微生物群和色氨酸代谢改善了认知和社会行为。这可能代表一种新型先发治疗手段，即通过操纵色氨酸代谢物对神经发育障碍的新型。
图2. EPa减轻OD诱导的行为功能障碍的机制图
标题：Rhizobiales as the Key Member in the Synergistic Tris (2-chloroethyl) Phosphate (TCEP) Degradation by Two Bacterial Consortia
译名：根瘤菌是两个细菌联合体降解三(2-氯乙基)磷酸酯（TCEP）的关键成员
期刊：Water Research
时间：2022.04.14
影响因子：11.236
产品：细菌16S、宏基因组
合作单位：中国科学院
DOI：10.1016/j.watres.2022.118464
摘要：三（2-氯乙基）磷酸酯（TCEP）因其普遍存在、潜在的毒性和在环境中的持久性而受到越来越多的关注。在这项研究中，开发了两个高效的 TCEP 降解联合体（AT1 和 AT3），这联合体AT1 和 AT3能够在 20-25 小时内完全水解 TCEP。同时，该研究确认根瘤菌为AT1和AT3中的关键降解剂。因为当碳源从乙酸盐变为 TCEP 时，根瘤菌相关的磷酸酯酶基因富集了一到两个数量级。此外，根瘤菌属丰度的增加与 TCEP 降解的发展有关。黄杆菌的分离菌株证实了根瘤菌的有效 TCEP 和双 (2-氯乙基)磷酸酯 (BCEP) 降解。与根瘤菌属、噬细胞菌属、鞘氨醇杆菌属和伯克霍尔德菌属相关的磷酸酯酶基因的较高丰度可能与 AT3 中 TCEP 降解较快有关，而较高丰度根瘤菌属相关的磷酸二酯酶 (PDE) 基因可能有助于 AT1 中更快的 BCEP 降解。TCEP 的逐步水解可能由不同的细菌行会催化，这通过 TCEP 和 BCEP 降解分离物的共培养得到证实，并强调了 TCEP 降解过程中协同相互作用的重要性。
图3. 基于部分16S rRNA基因库的OTU概况（a）和基于KEGG途径（b）的细菌群落组成的NMDS分析图（a、b），这些细菌群落是以醋酸为食的菌群A1、A2、A3和降解TCEP的菌群AT1和AT3；A1、A2、A3、AT1和AT3的总体细菌群落组成图（c）；在A1、A2、A3、AT1和AT3的宏基因组测序中，被注释为KEGG层次结构第3级基因家族的基因的相对丰度图（d）
标题：Multikingdom interactions govern the microbiome in subterranean cultural heritage sites
译名：生物多界互作控制地下文化遗址微生物组的构建
期刊：PNAS
时间：2022.03.28
影响因子：11.205
产品：16S、18S、宏基因组
合作单位：中国科学院南京土壤研究所
DOI：10.1073/pnas.2121141119
摘要：文物是文化的载体，地下文化遗址一旦被挖掘，其中的文物就会暴露于外部环境中，受到生物病害的影响，造成不可估量的损失，文物微生物病害防治是人类文化传承的重要保护措施之一。本文作者对距今1800多年的打虎亭汉墓的古墓壁及附近土壤样本进行的16S rRNA扩增子测序、18S rRNA扩增子测序及宏基因组测序。
研究发现，打虎亭汉墓内微生物组是以放线菌为主的细菌和以弹尾跳虫为主的原生动物组成。打虎亭汉墓内微生物物种源自于周边环境，即周边环境提供了该墓葬微生物的种库。放线菌释放信号分子—土臭素，吸引原生动物—弹尾跳虫来捕食，以增加自身的扩散能力；放线菌产生的抗生素可以提高弹尾跳虫对病原微生物的抵抗力，形成了物种互利共生。由于弹尾跳虫喜好温湿度稳定的黑暗环境，当地下墓室被打开后，一开始少量弹尾跳虫会携带放线菌进入到地下墓室内。由于放线菌具有较强的底物代谢能力，它们可以通过“掠夺型竞争”过程（或适度差异）更易于其它细菌定殖在墓室墙壁和壁画上；同时，由于放线菌能够产生多种抗菌类物质，它们能够通过“干扰型竞争”过程，抑制其它细菌生长。放线菌一旦在地下墓室内定殖后，会产生释放更多的土臭素，进一步吸引弹尾跳虫携带更多的放线菌进入，最终主导了打虎亭汉墓微生物组。
图4. 生态共生图(A)；关键放线菌的整合土臭素生物合成途径图(B)；放线菌与其他细菌类群之间CAZymes编码基因的相对频率的比较图(C)；关键放线菌的几种代表性抗菌物质生物合成基因簇(D)
标题：Organochlorine contamination enriches virus-encoded metabolism and pesticide degradation associated auxiliary genes in soil microbiomes
译名：有机氯污染丰富了土壤微生物中病毒编码的代谢和农药降解相关辅助基因
期刊：The ISME Journal
时间：2022.01.17
影响因子：10.302
产品：宏病毒组、宏基因组
合作单位：南京农业大学
DOI：10.1038/s41396-022-01188-w
摘要：病毒通过编码与能量获取、胁迫耐受和异源物质降解相关的各种辅助代谢基因(AMGs)，影响局部和全球的生物地球化学循环，帮助细菌在不同环境中生存。本文研究了细菌(dsDNA)病毒编码的AMGs是否在中国有机氯农药(OCP)污染土壤中富集，以及病毒AMGs是否包含与OCP生物降解相关的基因。利用宏病毒及宏基因组学，分析发现OCP污染的土壤表现出更低的细菌数量和更高的病毒多样性，这些病毒中含有更多与农药降解和代谢相关的AMGs。此外，随着农药污染程度的加重，AMGs的多样性和相对丰度显著增加，并且在病毒宏基因组中发现了一些降解基因。通过功能实验证明，病毒编码的L-2-卤代酸脱卤酶基因(L-DEX)在亚抑菌农药浓度下能够降解L-2-卤代酸农药前体，促进细菌生长。综合以上结果，表明病毒编码的AMGs与细菌代谢和生物降解有关，在被农药污染的土壤中更为丰富和多样。此外，研究结果强调了病毒编码的副基因在胁迫环境中对细菌生态的重要性，为利用病毒进行污染土壤的生物修复提供了新的途径。
图5. 清洁土壤和OCP污染土壤中细菌和病毒编码基因的功能注释和相对丰度
