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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)常見的致病性鏈霉菌引起的難治性疾病，但對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（植株生長區(qū)域，ZS）、溝壑土壤（非植株生長區(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： 檢測了瘡痂病植物毒素生物合成基因txtab和細菌16S rRNA基因的拷貝數(shù)，以及四個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。通過宏基因組測序進一步揭示了GS樣品的群落組成和功能。Variovorax, Stenotrophomonas, Agrobacterium是最豐富的屬，它們與瘡痂病嚴重程度、致病鏈霉菌的估計絕對豐度（EAA）和txtab基因拷貝數(shù)顯著正相關(guān)。相比之下，Geobacillus, Curtobacterium, unclassified Geodermatophilaceae與這三個參數(shù)顯著負相關(guān)。與L組的功能特征相比，涉及ABC轉(zhuǎn)運體、細菌分泌系統(tǒng)、群體感應(yīng)、氮代謝和細胞色素P450代謝的幾個相關(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，提出了一個簡單的模型來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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有機磷農(nóng)藥毒死蜱通過影響腸道微生物群促進肥胖和胰島素抗性

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)致低等級炎癥，導(dǎo)致肥胖相關(guān)疾病。一個主要的保護機制是使用多層粘液結(jié)構(gòu)來保持腸道上皮細胞和微生物群之間的安全距離。為了研究殺蟲劑是否會通過干擾粘液與細菌的相互作用來誘導(dǎo)胰島素抵抗/肥胖，我們進行了一項研究，以確定長期接觸毒死蜱對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。為了進一步研究毒死蜱對微生物群的影響，進行了抗生素治療和微生物群移植實驗。

結(jié)果：結(jié)果表明，有機磷農(nóng)藥毒死蜱能破壞腸道屏障的完整性，導(dǎo)致脂多糖進入機體，最終導(dǎo)致低度炎癥，進而導(dǎo)致胰島素抗性和肥胖。而遺傳背景和飲食模式對毒死蜱誘導(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反作用于宿主，加重機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胞蛋白水解與其致病微生物群相關(guān)

背景：對囊性纖維化（CF）肺微生物群的研究一直表明，由于機會性病原體的優(yōu)勢，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基因擴增子測序和非靶向串聯(lián)質(zhì)譜法研究了囊性纖維化患者痰標本的微生物和分子組成，以確定其相互關(guān)系和與疾病嚴重程度（臨床測量指標）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型：一種是代謝物多樣性較高、銅綠假單胞菌較多的嚴重疾病患者；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。這兩種類型是通過肽和氨基酸的豐度和多樣性來區(qū)分的，病情嚴重、病原菌較多的患者肽水平較高。對這些肽羧基末端殘基的分析表明，嗜中性粒細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： 在嚴重的囊性纖維化病例中，宿主酶（嗜中性粒細胞彈性蛋白酶和組織蛋白酶G）的蛋白水解創(chuàng)造了一個富含氨基酸的環(huán)境，銅綠假單胞菌開始占據(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)病率的一個重要原因，然而，關(guān)于嬰兒和新生兒重癥監(jiān)護室的真菌定殖了解甚少。一方面是因為微生物組研究經(jīng)常使用細菌16S rRNA擴增子測序，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缺口。

結(jié)果：對161名早產(chǎn)兒的1174個時間序列樣本進行宏基因組分析，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，多個物種出現(xiàn)的頻率比隨機機會預(yù)期的要高。從6個不同嬰兒的病房中分析24個宏基因組樣本，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）和橫紋肌（蠕蟲）。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真菌定植的敏感性的協(xié)同作用或差異。以前沒有測序的真菌的發(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選擇。

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一個尚未被描述的木虱科的序列和培養(yǎng)研究揭示了這個家族的新物種、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（類桿菌門）中的細菌在小鼠腸道微生物群中占優(yōu)勢，在其它動物的腸道中被檢測到。由于它們直到最近才被培養(yǎng)出來，家族分類仍不明確，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)物種的功能和分類數(shù)據(jù)，對S24-7家族進行了研究。

結(jié)果：通過全長16S rRNA基因序列聚類，共推斷出685個種，雖然許多物種不能被指定生態(tài)棲息地（分析了93045個樣本），但老鼠是其最常見的宿主（平均相對豐度為20%，共有9個物種）。宏基因組可以重建59個分子物種，其中34個是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物種的五個菌株，包括兩個新分類群。基因組分析顯示，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。

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在不同的農(nóng)業(yè)土壤中，原生生物群落對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)，因為它們共同形成共生總體。然而，眾所周知，微生物群對植物性能的重要性在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中被忽視，因為施肥會切斷植物對有益于植物的微生物過程的依賴。此外，我們?nèi)狈κ┓史绞饺绾斡绊懲寥牢⑸锶旱娜媪私?。在這里，我們研究了種植兩季玉米的三種常見農(nóng)業(yè)土壤類型中，兩年施肥制度（不施加氮肥對照、施加氮肥、施加氮肥同時進行秸稈改良）對整個土壤微生物群（細菌、真菌和原生生物）的影響。

結(jié)果：我們發(fā)現(xiàn)施加氮肥對原生生物的影響比細菌和真菌群落更大。氮肥通過改變非生物特性以及細菌和真菌群落（與土壤類型和采樣季節(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土壤理化性質(zhì)和微生物多樣性的影響大于單獨施氮。此外，同時施加氮肥與秸稈，增加了土壤微生物群落網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，說明氮肥的施用加強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)出最強的季節(jié)動態(tài)，因此它們是土壤變化最敏感的生物指標。如果通過改變控制微生物群落復(fù)雜性的一些關(guān)鍵原生物中心，對原生物群落的變化就會產(chǎn)生長期影響。這說明原生生物可作為微生物工程中的靶向候選，未來用以擺脫對外來不可持續(xù)高施肥和殺蟲劑應(yīng)用的依賴。

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挪威母親母乳中的環(huán)境毒性物質(zhì)及1個月嬰兒腸道細菌組成和代謝產(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對母嬰樣本，測量了母乳環(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估了化學(xué)暴露和α多樣性/SCFAs，對低、中、高暴露組的混雜因子和β多樣性（UniFrac）、分類群豐度（ANCOM）和預(yù)測的元基因組（PiCRUSt）的變化進行調(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)。早期一個重要的乳酸菌屬的一些sub-OTUs在毒性暴露相對“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（重要信號分子）高達34%的變異。根據(jù)暴露的一個標準偏差，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)境毒物暴露可能會影響嬰兒在關(guān)鍵發(fā)育期的腸道微生物功能。未來的研究需要重復(fù)這些新發(fā)現(xiàn)，并調(diào)查這是否對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，這一點還不太清楚。這與動物園保護繁殖計劃中的物種特別相關(guān)，因為宿主微生物群組成與繁殖產(chǎn)量之間的關(guān)系可允許制定微生物增強策略以提高成功率。在這里，我們利用16S rRNA基因擴增子測序?qū)Ψ敝澈头欠敝车臇|方黑犀牛的糞便細菌群落進行了表征分析，并通過酶免疫分析對孕激素和糖皮質(zhì)激素代謝物濃度進行定量，以確定它們的關(guān)系。

結(jié)果：根據(jù)ID、機構(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。大約三分之一的細菌屬與孕激素和/或糖皮質(zhì)激素濃度的相關(guān)性超過±10%，一般來說，微生物屬與兩種激素的相關(guān)性方向相同。通過綜合分析，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)的四個屬（Aerococcaceae, Atopostipes, Carnobacteriaceae, Solobacterium）。這些屬在腸道微生物中的相對豐度低于平均水平。

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潛在生物標志。我們確定了4個與繁殖產(chǎn)量多種指標相關(guān)的屬，這些可作為候選益生菌，以提高黑犀牛在動物園保護繁殖計劃中的繁殖成功率。

關(guān)于天昊：

作為國內(nèi)唯一一家提供 “微生物16S擴增子絕對定量測序”技術(shù)的服務(wù)商，我們首先感謝客戶的信任和選擇，僅僅在2018年第四季度，微生物16S擴增子絕對定量測序技術(shù)平臺已經(jīng)完成項目數(shù)十個，合作的單位包括中國科學(xué)院南京土壤研究所、中國科學(xué)院水生生物研究所、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)、重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、鹽城工學(xué)院、南京財經(jīng)大學(xué)、南京中醫(yī)藥大學(xué)、武漢大學(xué)中南醫(yī)院、新疆醫(yī)科大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院、山東大學(xué)齊魯醫(yī)院等多個單位，覆蓋環(huán)境微生物和腸道微生物等領(lǐng)域。

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