动物共生菌群专刊：从菌群结构分析迈向功能分析 | 热心肠日报

今天是第1017期日报。

Nature子刊：蜜蜂肠道菌群，菌株水平见差异

Nature Communications[IF:12.353]

① 蜜蜂肠道菌群结构简单，由少数细菌种系构成，但大多数种系间缺乏连续的亲缘关系，形成“序列离散的种群（SDP)"；② 蜜蜂菌群结构保守，但是菌群功能具有个体特异性；③ 大量SDP共存于蜜蜂个体中，细菌丰度的分布呈现出年龄特异性，但这些SDP中的特定菌株具个体差异性；④ 蜜蜂肠道菌群在菌株水平的差异与其群居生活方式无关，菌群形成阶段的先决条件决定了特异性的菌株组成；⑤ 对肠道菌群的研究，需要从菌群结构分析向功能分析发展。

Genomic diversity landscape of the honey bee gut microbiota
01-25, doi: 10.1038/s41467-019-08303-0

【主编评语】蜜蜂肠道菌群的结构较为简单，在高分类水平上具有保守性，但是菌株水平的个体差异显著。本研究利用蜜蜂菌群，指出对于肠道菌群的研究需要从结构研究向功能研究发展，指出了在菌株水平进行研究的必要性，值得参考。（@小肠）

共生细菌帮助野蜂抵抗真菌

Microbiome[IF:9.133]

① 类芽孢杆菌属MBD-MB06菌株为野蜂相关的常见细菌，可能分布于成年野蜂的体表、肠道、以及蜂巢中；② MBD-MB06菌株在种系和功能上，都与引发蜜蜂肠道疾病的致病类芽孢杆菌不同，但是保留了编码毒素的基因；③ MBD-MB06菌株与根系上的类芽孢杆菌更相似；④ MBD-MB06菌株对真菌及革兰氏阳性/阴性细菌具有很强的抑制作用；⑤ MBD-MB06菌株基因组中包括几丁质结合蛋白、生物被膜合成基因，有可能具有抑制蜜蜂体表和蜂巢中真菌生长的作用。

Wild bees and their nests host Paenibacillus bacteria with functional potential of avail
2018-12-22, doi: 10.1186/s40168-018-0614-1

【主编评语】共生菌群对野蜂的健康也可能具有重要作用。本研究发现了一种共生于野蜂体表、体内和蜂巢中的类芽孢杆菌，可能具有抑制真菌生长，维护野蜂健康的作用，对研究共生菌演化、共生菌-宿主互作具有参考价值。（@小肠）

“功能菌群”解读瘤胃微生态（综述）

Trends in Microbiology[IF:11.776]

① 瘤胃微生物结构具有群落性质，受宿主的基因和饮食影响；② 可将功能相似的瘤胃微生物作为同一功能菌群，有助于更好地阐释瘤胃微生态；③ 瘤胃微生态系统电子传递的最后一步中，不同的功能菌群互作模式对应不同的群落结构；④ 功能菌群导致的微生态变化，会引起瘤胃微生物群落波动；⑤ 在瘤胃菌群演替过程中，特定功能菌群间的互作决定了微生物群落结构；⑥ 功能菌群的概念有助于简化菌群分析，便于设计合理菌群干预策略来促进动物生长、保护环境。

The Road Not Taken: The Rumen Microbiome, Functional Groups, and Community States
01-21, doi: 10.1016/j.tim.2018.12.011

【主编评语】瘤胃微生态系统是典型的宿主-共生菌互作体系。本综述提出了功能群的概念，可以简化瘤胃菌群分析，更好的理解瘤胃生态系统和功能，对于研究瘤胃功能、开发响应菌群干预手段具有参考价值。（@小肠）

肉牛瘤胃菌群影响饲料转化率，且受品种影响

Microbiome[IF:9.133]

① 对3种不同肉牛（安格斯牛、夏洛来牛、Kinsella牛各16头）的瘤胃菌群进行宏基因组及宏转录组分析；② 相比于瘤胃宏基因组，瘤胃宏转录组的个体间差异更大；③ 3种不同肉牛之间的瘤胃菌群组成（宏转录组水平）及功能（宏基因组水平）存在显著差异，而功能活性（宏转录组水平）的差异较小；④ 在高饲料转化率与低饲料转化率的肉牛之间，瘤胃菌群特征（例如分类群、多样性、功能分类、基因等）存在差异，且这些差异大多数是品种特异性的。

Comparative metagenomic and metatranscriptomic analyses reveal the breed effect on the rumen microbiome and its associations with feed efficiency in beef cattle
01-14, doi: 10.1186/s40168-019-0618-5

【主编评语】Microbiome上发表的一项最新研究，发现不同肉牛之间的瘤胃菌群组成及功能存在差异，而瘤胃菌群与肉牛的饲料转化率相关。（@沈志勋）

根瘤菌引起线虫的肠道细胞DNA损伤

PNAS[IF:9.661]

① 根瘤菌可造成线虫的基因组不稳定性，表现为因异常核分裂造成的肠道细胞核的变长或片段化，以及有缺陷的有丝分裂；② 有丝分裂缺陷仅发生在肠道细胞中，并且需要根瘤菌与线虫的密切接触；③ 筛选出造成同样的肠道细胞有丝分类缺陷的突变，发现携带该突变的线虫的DNA损伤修复通路受到破坏；④ 根瘤菌可能通过产生活性氧而引起线虫的DNA损伤，清除游离自由基可抑制根瘤菌引起的线虫DNA损伤。

Rhizobium induces DNA damage in Caenorhabditis elegans intestinal cells
02-11, doi: 10.1073/pnas.1815656116

【主编评语】线虫以腐烂的果子为食，腐烂果子的多种细菌可能影响线虫的生长。PNAS上发表的一项最新研究，发现根瘤菌可通过产生活性氧，而引起线虫的肠道细胞DNA损伤。（@沈志勋）

圈养vs野生环境对鹿鼠肠道菌群的影响

ISME Journal[IF:9.52]

① 野生鹿白足鼠的肠道菌群α-多样性高于圈养鼠；② 厚壁菌门、拟杆菌门和变形菌门为优势菌，野生鼠和圈养鼠分别以厚壁菌门和拟杆菌门为主；③ 菌群差异主要体现在科水平，瘤胃球菌科、毛螺菌科和螺杆菌科是野生鼠的肠道标志菌，而圈养鼠的标志菌是S24-7；④ 圈养鼠转移到野外后肠道菌群α-多样性增加，组成与天然野生鼠相似，野生鼠转移到圈养后出现相反结果；⑤ 鹿白足鼠肠道菌群主要受环境因素影响，具有环境趋同性，母体与性别因素影响较小。

Effects of the captive and wild environment on diversity of the gut microbiome of deer mice (Peromyscus maniculatus)
01-21, doi: 10.1038/s41396-019-0345-8

【主编评语】肠道菌群的多样性和组成受多种因素影响，ISME Journal近期发表的一项研究以鹿白足鼠为模型，揭示了生活环境对动物肠道菌群的重要影响作用。（@李丹宜）

从狼到狗，肠道菌群在宿主进化中发生了哪些改变

Environmental Microbiology[IF:4.974]

① 分析6只野生狼和169只犬（51个品种）的粪便样本，研究犬肠道菌群的分类学和功能进化；② 犬核心肠道菌群含拟杆菌、梭杆菌、厚壁菌、变形菌和放线菌5个主要菌门，包括43个共享菌属，其核心肠道菌群丢失了6个狼的菌属，获得了5个人的菌属；③ 骨头/生食或商业狗粮喂养的狗的肠道菌群有不同的特征和代谢能力，后者的细菌多样性更高，14个核心菌属的相对丰度发生变化；④ 人工选择、饮食改变和与人类密切接触，塑造了与犬共同进化的肠道菌群。

Metagenomic dissection of the canine gut microbiota: insights into taxonomic, metabolic and nutritional features
01-24, doi: 10.1111/1462-2920.14540

【主编评语】Environmental Microbiology近期发表研究，对比了狼和狗的肠道菌群，表明在从狼到狗的驯化过程中，人工选择、饮食改变和与人类密切接触，塑造了狗的肠道菌群。（@李丹宜）

可鉴别古生物DNA的新工具

Genes[IF:3.191]

① FALCON-meta宏基因组分析平台可通过比对DNA损坏程度，鉴别样品中序列是否来自古生物；② 来自挪威斯瓦尔巴群岛的古北极熊颚骨化石宏基因组中，发现大量非北极熊基因，包括病毒、细菌、古菌、真菌以及线粒体、质体基因；③ 与现代人类、一些细菌和病毒、野生胡萝卜和番茄细胞器序列显著相似的序列来自样品污染，但植物细胞器序列存在DNA损坏现象；④ FALCON-meta为寻找、表征和区分古生物基因和外源基因组提供了可能。

Metagenomic Composition Analysis of an Ancient Sequenced Polar Bear Jawbone from Svalbard
2018-09-06, doi: 10.3390/genes9090445

【主编评语】新开发的FALCON-meta宏基因组分析平台可通过比对DNA损坏程度，鉴别样品中序列来自古生物还是现代生物DNA污染，对降低古生物宏基因组序列噪音具有重要作用，值得参考。（@小肠）

感谢本期日报的创作者：女巫，梁婷婷，王志，沈志勋，米见对，Mona，吴芹

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