本期美格導(dǎo)讀為大家播報(bào)近期微生物領(lǐng)域重要期刊的最新研究成果，研究?jī)?nèi)容涉及腸道菌群、土壤微生物、植物根際微生物、微生物群落合成等領(lǐng)域。另外，如果大家想看本期任何一篇文章的詳細(xì)精讀，歡迎留言哦。

Neurobiology of Stress

標(biāo)題：Probiotic consumption relieved human stress and anxietysymptoms possibly via modulating the neuroactive potential of the gut microbiota

譯名：益生菌干預(yù)通過調(diào)節(jié)腸道菌群的神經(jīng)活性潛能來緩解成人的壓力和焦慮癥狀

作者：Teng Ma 等

時(shí)間：2021.1

影響因子：7.197

本研究旨在探究P-8作用于腸道菌群緩解人體壓力及焦慮的潛在機(jī)制。對(duì)安慰劑組（N=36人）和益生菌（P-8）組（N=43人）的糞便樣本宏基因組進(jìn)行基因組組裝發(fā)現(xiàn)，與第0周相比，安慰劑組Shannon指數(shù)在第12周顯著下降，而P-8組無顯著性差異。結(jié)果表明，P-8可通過調(diào)節(jié)腸道菌群，促進(jìn)腸內(nèi)一些關(guān)鍵神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)活化物的產(chǎn)生和分泌，經(jīng)過迷走神經(jīng)、細(xì)胞因子和微生物源代謝物直接和間接調(diào)控腸腦軸，進(jìn)而緩解成人壓力和焦慮癥狀。

推薦語：本研究以服用植物乳桿菌P-8后調(diào)節(jié)機(jī)體腸道微生物群組成為著眼點(diǎn)，對(duì)受試者的腸道基因組特征、微生物群組成、相關(guān)神經(jīng)化合物通路及神經(jīng)活性代謝物等進(jìn)行一系列研究。

Nature Communications

標(biāo)題：Automated design of synthetic microbial communities

譯名：自動(dòng)設(shè)計(jì)合成微生物群落

作者：Behzad D. Karkaria 等

時(shí)間：2021.1

影響因子：12.121

本文作者突破之前人為設(shè)計(jì)微生物群落的限制，建立了基于計(jì)算機(jī)自動(dòng)設(shè)計(jì)合成微生物群落的流程。該工作流程能夠從一組系統(tǒng)自動(dòng)生成候選目標(biāo)出發(fā)，自動(dòng)設(shè)計(jì)微生物群落的個(gè)體組成，并使用模型選擇，在恒化生物反應(yīng)器中確定候選系統(tǒng)產(chǎn)生穩(wěn)定群落的最大可能性。這個(gè)工作流程還允許用戶導(dǎo)出依照基本設(shè)計(jì)原則建立的穩(wěn)定微生物群落以及控制群落組成的關(guān)鍵參數(shù)，在微生物生態(tài)研究中具有重要的應(yīng)用意義。。 

推薦語：作者開發(fā)的流程框架為設(shè)計(jì)-構(gòu)建測(cè)試周期提供了一個(gè)自然的入口點(diǎn)，為構(gòu)建一個(gè)具有所需行為的穩(wěn)定的合成群落提供了一個(gè)基于數(shù)據(jù)的路線圖。研究人員可以靈活地運(yùn)用該流程，快速重新定義新的合成菌群。

Nature Genetics

標(biāo)題：Large-scale association analyses identify host factors influencing human gut microbiome composition

譯名：大規(guī)模關(guān)聯(lián)分析確定了影響人類腸道微生物組組成的宿主因素

作者：A Kurilshikov 等

時(shí)間：2021.2

影響因子：27.603

該研究納入了歐美、中東、東亞多個(gè)國(guó)家和種族的24個(gè)序列集、超過1.8萬人的基因組和腸道菌群數(shù)據(jù)，是迄今為止最大的腸道菌群的GWAS工作。該研究發(fā)現(xiàn)了19個(gè)可遺傳的細(xì)菌類群和31個(gè)影響菌群特征的基因座，其中乳糖酶基因（LCT）和巖藻糖基轉(zhuǎn)移酶基因（FUT2）在塑造我們的腸道生態(tài)系統(tǒng)中具有重要影響。該論文揭示了腸道菌群在不同人群間的異質(zhì)性，同時(shí)鑒定出遺傳性較高的細(xì)菌類群，以及多個(gè)影響菌群組成特征的基因位點(diǎn)，并通過基因集富集分析、全表型組關(guān)聯(lián)研究和孟德爾隨機(jī)化方法等，探索了遺傳-微生物關(guān)聯(lián)對(duì)宿主健康相關(guān)特征的潛在影響。 

推薦語：微生物組在人類健康和疾病中的作用日益受到關(guān)注，在近十年以來已經(jīng)成為生命科學(xué)的熱點(diǎn)和重點(diǎn)領(lǐng)域。該研究是第一個(gè)準(zhǔn)確估計(jì)宿主遺傳學(xué)對(duì)腸道微生物組的影響的研究，未來的研究可能會(huì)隨著樣本量的增加而識(shí)別出更多的遺傳效應(yīng)，這對(duì)于由細(xì)菌導(dǎo)致的疾病發(fā)展的診斷和治療至關(guān)重要。

Gut

 標(biāo)題：Multiomics analysis reveals the presence of a microbiome in the gut of fetal lambs

譯名：多組學(xué)分析揭示了胎羊腸道中存在的微生物組

作者：Yanliang Bi 等

時(shí)間：2021.1

影響因子：19.819

以往人們普遍認(rèn)為哺乳動(dòng)物胎兒是無菌的，胎兒腸道內(nèi)的微生物是在分娩過程中開始定植的，本文首次揭示綿羊胎兒出生前就已經(jīng)存在有活性的腸道微生物，并確定了微生物及其活性代謝產(chǎn)物的組成。作者利用宏基因組、宏轉(zhuǎn)錄組和代謝組等多組學(xué)方法，以足月即將分娩的羔羊胎兒為試驗(yàn)對(duì)象，無菌采集臍帶血和盲腸食糜樣品，檢測(cè)其微生物及其代謝產(chǎn)物。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，羔羊在出生前的腸道中已經(jīng)定植活性微生物組，并以變形菌門、放線菌門和厚壁菌門的細(xì)菌組成為主。另外，通過代謝組學(xué)分析，研究人員在綿羊胎兒腸道中檢測(cè)到了微生物特異性代謝產(chǎn)物，如短鏈脂肪酸、脫氧野尻霉素、絲裂霉素和妥布霉素等，確證了這些微生物具有代謝活性。

推薦語：這項(xiàng)研究在國(guó)際上首次提供了直接證據(jù)，證明了羔羊出生前的腸道中存在有活性的微生物組，為胎兒腸道微生物定植始于子宮提供了依據(jù)。對(duì)于通過調(diào)控早期宿主—微生物互作來促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育和機(jī)體健康具有重要的理論意義，對(duì)于幼齡動(dòng)物的早期培育有重大的價(jià)值。

Microbiome

標(biāo)題：Specialized metabolic functions of keystone taxa sustain soil microbiome stability

譯名：關(guān)鍵菌群的特殊代謝功能維持了土壤微生物組的穩(wěn)定

作者：Weibing Xun 等

時(shí)間：2021.1

影響因子：11.607

本文創(chuàng)新性地提出并驗(yàn)證了一種新的評(píng)估微生物群落穩(wěn)定性的平均變異度指數(shù)，將群落穩(wěn)定性指數(shù)化。通過構(gòu)建隨機(jī)森林機(jī)器學(xué)習(xí)模型分析了微生物群落的功能基因組成，發(fā)現(xiàn)土壤“氮代謝”和“磷代謝”相關(guān)的功能基因是決定群落穩(wěn)定性的最關(guān)鍵功能。本文揭示了土壤微生物的氮磷代謝的特殊性生態(tài)功能和相關(guān)細(xì)菌類群在維持微生物群落穩(wěn)定中的重要作用。

推薦語：該研究對(duì)破譯土壤微生物多樣性和系統(tǒng)生態(tài)功能之間的關(guān)系具有重要的指導(dǎo)意義，可以為未來調(diào)控土壤微生物組促進(jìn)土壤生態(tài)功能的穩(wěn)定發(fā)揮提供理論指導(dǎo)。

Applied Soil Ecology

標(biāo)題：Nitrogen and water addition regulate fungal community and microbial co-occurrence network complexity in the rhizosphere of Alhagi sparsifolia seedlings

譯名：深根豆科植物根際微生物對(duì)水分和氮素變化的響應(yīng)機(jī)制

作者：Zhihao Zhang 等

時(shí)間：2021.

影響因子：3.187

本研究作者以塔克拉瑪干沙漠南緣的優(yōu)勢(shì)深根植物駱駝刺幼苗為研究對(duì)象，系統(tǒng)研究了駱駝刺根際微生物對(duì)模擬N沉降和水分脅迫的響應(yīng)。結(jié)果表明，不同水分條件下，根際細(xì)菌和真菌群落對(duì)氮富集的響應(yīng)不同。根際真菌的α多樣性與駱駝刺葉片中脯氨酸的積累呈正相關(guān)。Mantel檢驗(yàn)表明，OTU水平上的微生物群落組成與部分土壤理化性質(zhì)和植物功能性狀密切相關(guān)。共發(fā)生網(wǎng)絡(luò)分析表明，低N輸入和干旱脅迫在增加網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性的同時(shí)，也增加了對(duì)環(huán)境干擾的敏感性。因此，環(huán)境變化可能會(huì)潛在地影響荒漠植物-微生物的相互作用。

推薦語：本研究從微生物生態(tài)學(xué)的角度研究了駱駝刺根際微生物對(duì)模擬N沉降和干旱的響應(yīng)，初步揭示了荒漠深根植物應(yīng)對(duì)環(huán)境變化的微生物學(xué)過程，研究結(jié)果有助于進(jìn)一步理解全球變化對(duì)荒漠生態(tài)系統(tǒng)的影響機(jī)制。