ISME：微生物停留时间影响微生物群落组成和功能特征
瑞士联邦水科学与技术研究所Cresten Mansfeldt等人于2019年2月20日在《The ISME Journal 》上发表题目为《Microbial residence time is a controlling parameter of the taxonomic composition and functional profile of microbial communities》的文章。该文章通过用城市废水供给的活性污泥系统来探索微生物停留时间（MRT）影响微生物群落的分类组成和功能特征的机制。
文章摘要
在微生物生态学中，我们还需要挑战的是了解环境微生物群落中观察到的丰富性和多样性的决定因素。包括活性污泥生物反应器的一系列系统已表明微生物停留时间（MRT）影响微生物群落组成。但是，驱动这种影响的生理和生态机制仍不清楚。
本研究通过用城市废水供给的活性污泥系统来探索这种关系。使用基于Monod-growth动力学的模型，结果表明更长的MRTs增加了能够持久化的生长参数范围，从而增加了模型化群落中的丰富性和多样性。在实验室实验中，处理生活废水的6个序批式反应器平行操作1至15天。使用16S rRNA和非靶信使RNA测序（宏转录组学分析）表征群落，并且在两种谱中证实了模型预测的丰富度单调增加。因此，香农多样性也随着MRT而增加。相反，由宏转录分析的酶类注释的多样性表明MRT梯度的非单调趋势。当MRTs较长时，编码稀有酶的转录物具有明显的高比例，并且导致分类学和功能多样性概况之间的脱节。
文中主要图片说明
图1 a运行模型时使用的SBR示意图。b 根据最大生长速率（μmax）和内源衰变（be）选择范围的9点通过迭代算法获得MRT在1,3,5,7,10和15天时的曲线。c 1 d MRT时的容积，底物浓度和两种生物量的稳态输出示例。
图2 a，b计算的稀释的B2-引物扩增的16S rRNA（黑色）和rDNA（红色）数据的多样性度量。c，d在目水平上主要的丰富的菌;每个时间点和来源（cDNA或gDNA）的总和中的前10个被指定颜色，共15个。
图3 来自MRT多样性模型的α多样性结果解释了菌群组成与MRT之间的关系。
a 随着MRT的增加，增长参数（丰富度的代表）增加。b 计算的香农多样性指数。
图4 反应型注释RNA数据的丰度（a，c）和香农多样性（b，d）值，分为酶学委员会（EC）编号（a，b）和子类（c，d），其中TP1（实线）和TP2（虚线）的丰度截止值为10-7。
图5 在至少1个反应器中超过10,000个标准化读数的TP1和TP2样品之间平均MRT梯度的亚子类酶学委员会（EC）编号的总结（n = 99）。（a）总相对丰度。（b）15/1 d MRT丰度对数比。内部EC子类别分类（c）丰富度和（d）香农多样性度量是基于为读取提供注释的属级别的原始生物的Uniport标识符计算的。（e）源自Uniprot数据库中的真核细胞序列的每个EC亚子类注释的总读数的分数。
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