导读|最新微生物研究进展
本期美格导读为大家播报近期微生物领域重要期刊的最新研究成果，研究内容涉及肠道菌群、土壤微生物、植物根际微生物、微生物群落合成等领域。另外，如果大家想看本期任何一篇文章的详细精读，欢迎留言哦。
Neurobiology of Stress
标题：Probiotic consumption relieved human stress and anxietysymptoms possibly via modulating the neuroactive potential of the gut microbiota
译名：益生菌干预通过调节肠道菌群的神经活性潜能来缓解成人的压力和焦虑症状
作者：Teng Ma 等
时间：2021.1
影响因子：7.197
本研究旨在探究P-8作用于肠道菌群缓解人体压力及焦虑的潜在机制。对安慰剂组（N=36人）和益生菌（P-8）组（N=43人）的粪便样本宏基因组进行基因组组装发现，与第0周相比，安慰剂组Shannon指数在第12周显著下降，而P-8组无显著性差异。结果表明，P-8可通过调节肠道菌群，促进肠内一些关键神经递质和神经活化物的产生和分泌，经过迷走神经、细胞因子和微生物源代谢物直接和间接调控肠脑轴，进而缓解成人压力和焦虑症状。
推荐语：本研究以服用植物乳杆菌P-8后调节机体肠道微生物群组成为着眼点，对受试者的肠道基因组特征、微生物群组成、相关神经化合物通路及神经活性代谢物等进行一系列研究。
Nature Communications
标题：Automated design of synthetic microbial communities
译名：自动设计合成微生物群落
作者：Behzad D. Karkaria 等
时间：2021.1
影响因子：12.121
本文作者突破之前人为设计微生物群落的限制，建立了基于计算机自动设计合成微生物群落的流程。该工作流程能够从一组系统自动生成候选目标出发，自动设计微生物群落的个体组成，并使用模型选择，在恒化生物反应器中确定候选系统产生稳定群落的最大可能性。这个工作流程还允许用户导出依照基本设计原则建立的稳定微生物群落以及控制群落组成的关键参数，在微生物生态研究中具有重要的应用意义。。
推荐语：作者开发的流程框架为设计-构建测试周期提供了一个自然的入口点，为构建一个具有所需行为的稳定的合成群落提供了一个基于数据的路线图。研究人员可以灵活地运用该流程，快速重新定义新的合成菌群。
Nature Genetics
标题：Large-scale association analyses identify host factors influencing human gut microbiome composition
译名：大规模关联分析确定了影响人类肠道微生物组组成的宿主因素
作者：A Kurilshikov 等
时间：2021.2
影响因子：27.603
该研究纳入了欧美、中东、东亚多个国家和种族的24个序列集、超过1.8万人的基因组和肠道菌群数据，是迄今为止最大的肠道菌群的GWAS工作。该研究发现了19个可遗传的细菌类群和31个影响菌群特征的基因座，其中乳糖酶基因（LCT）和岩藻糖基转移酶基因（FUT2）在塑造我们的肠道生态系统中具有重要影响。该论文揭示了肠道菌群在不同人群间的异质性，同时鉴定出遗传性较高的细菌类群，以及多个影响菌群组成特征的基因位点，并通过基因集富集分析、全表型组关联研究和孟德尔随机化方法等，探索了遗传-微生物关联对宿主健康相关特征的潜在影响。
推荐语：微生物组在人类健康和疾病中的作用日益受到关注，在近十年以来已经成为生命科学的热点和重点领域。该研究是第一个准确估计宿主遗传学对肠道微生物组的影响的研究，未来的研究可能会随着样本量的增加而识别出更多的遗传效应，这对于由细菌导致的疾病发展的诊断和治疗至关重要。
Gut
标题：Multiomics analysis reveals the presence of a microbiome in the gut of fetal lambs
译名：多组学分析揭示了胎羊肠道中存在的微生物组
作者：Yanliang Bi 等
时间：2021.1
影响因子：19.819
以往人们普遍认为哺乳动物胎儿是无菌的，胎儿肠道内的微生物是在分娩过程中开始定植的，本文首次揭示绵羊胎儿出生前就已经存在有活性的肠道微生物，并确定了微生物及其活性代谢产物的组成。作者利用宏基因组、宏转录组和代谢组等多组学方法，以足月即将分娩的羔羊胎儿为试验对象，无菌采集脐带血和盲肠食糜样品，检测其微生物及其代谢产物。结果发现，羔羊在出生前的肠道中已经定植活性微生物组，并以变形菌门、放线菌门和厚壁菌门的细菌组成为主。另外，通过代谢组学分析，研究人员在绵羊胎儿肠道中检测到了微生物特异性代谢产物，如短链脂肪酸、脱氧野尻霉素、丝裂霉素和妥布霉素等，确证了这些微生物具有代谢活性。
推荐语：这项研究在国际上首次提供了直接证据，证明了羔羊出生前的肠道中存在有活性的微生物组，为胎儿肠道微生物定植始于子宫提供了依据。对于通过调控早期宿主—微生物互作来促进动物生长发育和机体健康具有重要的理论意义，对于幼龄动物的早期培育有重大的价值。
Microbiome
标题：Specialized metabolic functions of keystone taxa sustain soil microbiome stability
译名：关键菌群的特殊代谢功能维持了土壤微生物组的稳定
作者：Weibing Xun 等
时间：2021.1
影响因子：11.607
本文创新性地提出并验证了一种新的评估微生物群落稳定性的平均变异度指数，将群落稳定性指数化。通过构建随机森林机器学习模型分析了微生物群落的功能基因组成，发现土壤“氮代谢”和“磷代谢”相关的功能基因是决定群落稳定性的最关键功能。本文揭示了土壤微生物的氮磷代谢的特殊性生态功能和相关细菌类群在维持微生物群落稳定中的重要作用。
推荐语：该研究对破译土壤微生物多样性和系统生态功能之间的关系具有重要的指导意义，可以为未来调控土壤微生物组促进土壤生态功能的稳定发挥提供理论指导。
Applied Soil Ecology
标题：Nitrogen and water addition regulate fungal community and microbial co-occurrence network complexity in the rhizosphere of Alhagi sparsifolia seedlings
译名：深根豆科植物根际微生物对水分和氮素变化的响应机制
作者：Zhihao Zhang 等
时间：2021.
影响因子：3.187
本研究作者以塔克拉玛干沙漠南缘的优势深根植物骆驼刺幼苗为研究对象，系统研究了骆驼刺根际微生物对模拟N沉降和水分胁迫的响应。结果表明，不同水分条件下，根际细菌和真菌群落对氮富集的响应不同。根际真菌的α多样性与骆驼刺叶片中脯氨酸的积累呈正相关。Mantel检验表明，OTU水平上的微生物群落组成与部分土壤理化性质和植物功能性状密切相关。共发生网络分析表明，低N输入和干旱胁迫在增加网络的复杂性的同时，也增加了对环境干扰的敏感性。因此，环境变化可能会潜在地影响荒漠植物-微生物的相互作用。
推荐语：本研究从微生物生态学的角度研究了骆驼刺根际微生物对模拟N沉降和干旱的响应，初步揭示了荒漠深根植物应对环境变化的微生物学过程，研究结果有助于进一步理解全球变化对荒漠生态系统的影响机制。