Nature Reviews Microbiology | 加州大学伯克利分校综述微生物群落组装中的优先效应！

几十年的生态学理论和实验表明，生态群落的最初组合或其在干扰后的恢复可能取决于历史过程，包括物种到达的顺序。当较早到达的物种以影响较晚到达物种的方式改变资源或环境条件，影响它们在群落中建立的能力时，到达顺序就会影响演替（Nature Microbiology | 宿主匹配改善根部微生物组的生长！Nature Ecology & Evolution | 最新研究揭示病原菌预先侵染使植物更易感！）。这些相互作用，被称为优先效应，可以为整个生态系统产生替代性的演替轨迹。因此，我们对植物和动物群落优先效应的了解为生态恢复和农业实践提供了重要信息。

直到最近，我们对复杂的微生物群落中的历史组装过程的理解一直受限于对微生物群落成员的特征及其相互作用的方法学挑战。现在，微生物组中重要的优先效应的明确证据越来越多，这些效应已被证明影响了各种栖息地的微生物组组装，包括哺乳动物的肠道和皮肤，植物的叶子，花朵和根部，以及自由生活的陆地。由于在许多这样的系统中，微生物组的组成与宿主的健康和生态系统的功能有关，优先影响代表了在农业、保护和医学中管理和操纵微生物组的一个重要途径。

近日，权威学术期刊Nature Reviews Microbiology发表了美国加州大学伯克利分校Britt Koskella团队题为Priority effects in microbiome assembly的综述论文。

下一代测序技术的进步使我们能够广泛地测量各系统中的微生物组组成以及微生物组组装的过程。尽管在理解群落组成的决定性驱动因素方面取得了重大进展，但对历史偶然性的作用仍然知之甚少。新物种在群落中的建立可能取决于它们到来的顺序和/或时间，这种现象被称为优先效应。在此，本文回顾了优先效应的机制，以及它们在一系列环境中的重要性的证据，包括哺乳动物肠道、植物和根际、土壤、淡水和海洋的微生物群落。本综述描述了在复杂的微生物群落中直接测试和预测优先效应的方法，并通过重新分析公开的植物和动物微生物组数据集来说明这些方法。最后，讨论了研究系统中出现的共同原则，重点是生态进化动态和规模的重要性。总的来说，预测当前群落状态何时以及如何影响新来的微生物分类群落的成功，对于管理微生物群落以维持生态功能和宿主健康至关重要。最后，本文讨论了在测量微生物组的优先效应时面临的突出的概念和实际挑战。

图1：在一个假设的陆地生态系统中，宏观生物之间以及其微生物组成员之间的优先效应

图2：对功能有不同影响的优先效应的例子

图3：时间序列微生物组数据中候选优先效应的方法

图4：在破坏性采样的微生物组数据中识别感兴趣的菌株

图5：优先效应在一系列的空间和时间尺度上发挥作用

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