文章速遞 | 微生物組學文獻集錦(三)

2021-02-20 美吉生物

英文題目：Treatment of secondary effluent by a novel tidal-integrated vertical flow constructed wetland using raw sewage as a carbon source: Contribution of partial denitrification-anammox

中文題目：以原汙水作為碳源的新型潮汐一體化垂直流人工溼地處理二級汙水：短程反硝化-厭氧氨氧化的貢獻

期刊名：Chemical Engineering Journal    
發表時間：2020.04.19          IF：10.652
DOI號：10.1016/j.cej.2020.125165    

相關技術：多樣性+qPCR

本研究開發了一種新型潮汐一體化垂直流人工溼地(T-IVCW)，以原汙水作為碳源，處理化學需氧量/總氮比低的二級汙水。採用3:7、5:5、7:3三種不同原汙水與二級汙水的混合比例，研究了其脫氮性能和微生物群落結構。

結果表明，不同的混合比例對NH4+-N去除效果影響較小，但對TN去除效果影響較大。當混合比為7:3，進水C/N比為2.35時，NH4+-N去除率為85.08%，TN去除率為81.18%。聚類分析表明，混合比例和局部氧化還原條件的垂直變化是微生物群落的主要驅動因素。潮汐區以未分類的Xanthomonadaceae，Nitrospira，和 Rhodanobacter 為主，而飽和區的群落組成以參與厭氧氨氧化和反硝化的 Candidatus Brocadia 和 Denitratisoma 為主。

以上結果以相應的功能基因(amoA, nxrA, nirS, anammox)進一步進行驗證。因此，短程反硝化-厭氧氨氧化 (PDN/AMX)和反硝化被認為是脫氮的主要途徑。此外，隨著混合比例的增加，PDN/AMX的脫氮作用越來越重要，當比例為7:3時，PDN/AMX的脫氮貢獻率至少為52.91%。

本研究為低碳氮比汙水的處理提供了另一種策略，並為人工溼地中氮的轉化途徑提供了新的見解。

英文題目：A Compost Treatment Acts as a Suppressive Agent in Phytophthora capsici – Cucurbita pepo Pathosystem by Modifying the Rhizosphere Microbiota

中文題目：堆肥處理可通過改變根際微生物群來抑制辣椒疫黴菌-南瓜病菌

期刊名：Frontiers in Plant Science    
發表時間：2020.06.24      IF：4.402
DOI號：10.3389/fpls.2020.00885  

相關技術：多樣性+qPCR

摘要速遞：

本研究通過16S rRNA基因和18S rRNA基因的real-time PCR擴增和基於26S基因的測序對4種不同堆肥物進行分析；與文獻相比，細菌和真菌群落的總豐度更高，從而證實了這四種堆肥是農業應用的良好接種源。

核心菌群主要由31個屬組成；然而，在所有堆肥物中可以觀察到相同的少數類群具有明顯優勢。接下來在溫室盆栽試驗中，以不同濃度（1-10-20% v/v）對四種堆肥進行了試驗，以確定它們對辣椒疫病（PHC）-Cucurbita pepo的抑制能力。

共研究了12種堆肥混合物，其中一種（10% v/v的富木黴菌堆肥）能夠從統計學上降低PHC引起的疾病發病率（與未處理對照相比降低50%）。因此，研究了最有效的堆肥處理方式的微生物菌群組成，並與未處理組和化學（甲霜靈）對照組進行了比較。菌群結果顯示，三種處理的真菌屬間存在差異，其中幾種真菌屬的相對豐度在樣品間存在顯著差異。此外，PCA分析顯示堆肥處理與化學處理和未處理組間存在差異。

以上研究表明，堆肥的抑制活性嚴格受其微生物群和施用劑量的影響，但誘導根際菌群結構形成的能力也是必需的。

英文題目：Predicting postmortem interval based on microbial community sequences and machine learning algorithms

中文題目：基於微生物群落序列和機器學習算法推測死亡時間

期刊名：Environmental Microbiology  
發表時間：2020.3.29        IF：4.933
DOI號：10.1111/1462-2920.15000

相關技術：微生物多樣性

摘要速遞：

微生物在屍體腐敗過程中發揮著重要的作用，但人們對它們的演替和行為活動知之甚少。先前的研究表明，微生物表現出可預測的行為，從死亡開始，在腐敗過程中發生變化。對此類行為的研究增強了在法醫調查中對腐敗過程的理解，並且有利於推測死後間隔（PMI），這很關鍵，但面臨多重挑戰。

在這項研究中，我們結合了微生物群落特徵，來自不同器官（即大腦，心臟和盲腸）的微生物組測序和機器學習算法【隨機森林（RF），支持向量機（SVM）和人工神經網絡（ANN）】來研究屍體腐敗過程中的微生物演替模式，並估算小鼠屍體系統中的PMI。

微生物群落在死亡時和腐敗後期表現出顯著差異。在腐敗過程中，Enterococcus faecalis（糞腸球菌），Anaerosalibacter bizertensis（比色厭氧桿菌），Lactobacillus reuteri（羅伊氏乳桿菌）等被認為是信息最豐富的物種。

此外，在所有的候選方式中，ANN模型與死後盲腸的微生物數據集相結合是最佳組合，對24小時內腐敗的平均絕對誤差為1.5±0.8h，對15天內腐敗的平均絕對誤差為14.5±4.4h。該集成模型可作為一種可靠和準確的PMI推測技術。

英文題目：The gut microbiome modulates gut-brain axis glycerophospholiid metabolism in a region-specific manner in a nonhuman primate model of depression

中文題目：在非人類靈長類動物抑鬱症模型中，腸道微生物組以區域特異性方式調節腸-腦軸甘油磷脂代謝

期刊名：Molecular Psychiatry  
發表時間：2020.5.6          IF：12.384
DOI號：10.1038/s41380-020-0744-2

相關技術：微生物多樣性+宏基因組

摘要速遞：

最新的研究表明，微生物-腸-腦（MGB）軸的變化與抑鬱症的發病有關，但觀察到的這種的潛在機制仍不清楚。非人類靈長類動物的腸道微生物組與人類高度相似，一些低級猴子自然表現出抑鬱樣的行為，使其成為研究這些現象的理想模型。

在這裡，我們描述了表現出自然發生的抑鬱樣行為的雌性食蟹獼猴（Macaca fascicularis）的微生物組成和功能，以及腸-腦代謝特徵。我們發現，抑鬱樣獼猴的微生物和代謝特徵均與對照組顯著不同。

此外，抑鬱樣獼猴的特徵在於MGB軸的三個微生物和四個代謝加權基因相關網絡分析（WGCNA）簇的變化，這些簇富集於脂肪醯基，鞘脂和甘油磷脂代謝。這些腦代謝物主要以區域特異性的方式映射到海馬的甘油磷脂代謝中。

總之，這些發現為理解MGB軸在抑鬱症中的作用提供了新的微生物和代謝機制，並表明腸道微生物組可能通過調節外周和中樞糖脂代謝甘油磷脂代謝參與了抑鬱樣行為的發作。

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