食不可无大米，稻不可无菌群！中科院新成果登上NBT！| 热心肠日报

今天是第1088期日报。

中科院：揭示籼粳稻根系微生物组与氮肥利用效率的关系

Nature Biotechnology[IF:35.724]

① 亚洲栽培稻主要分为籼稻和粳稻两个亚种，籼稻通常表现出更高的氮肥利用效率；② 籼稻和粳稻形成了截然不同的根系微生物组，可以作为区分籼粳稻的生物标志；③ 籼稻根系比粳稻富集更多与氮循环相关的微生物种类，具有更加活跃的氮转化环境；④ 水稻通过NRT1.1B调控根系具有氮转化能力的微生物，改变根际微环境，影响籼梗稻田间氮肥利用效率；⑤ 通过高通量微生物分离培养，获得了水稻根系70%的细菌种类，建立了首个系统性水稻根系细菌资源库。

NRT1.1B is associated with root microbiota composition and nitrogen use in field-grown rice
04-29, doi: 10.1038/s41587-019-0104-4

【主编评语】中科院遗传发育所白洋和储成才组近期在《Nature Biotechnology》发表了关于水稻微生物组的成果，该项研究不仅揭示了水稻亚种间根系微生物组与其氮肥利用效率的关系，证明了NRT1.1B在调控水稻根系微生物组的关键作用，还建立了第一个水稻根系可培养的细菌资源库，为研究根系微生物组与水稻互作及功能，为应用有益微生物、减少氮肥的施用奠定了基础。（@刘永鑫）

Nature子刊：发现土壤中大量未知的巨病毒

Nature Communications[IF:12.353]

① 现有的对巨病毒多样性的了解多来自于水生环境，对哈佛森林的土壤进行非培养宏基因组及mini-宏基因组分析，发现了16种新型局病毒；② 对比已知的巨病毒，这些新发现的巨病毒表现出很高的系统发育多样性，或代表了新的谱系，或隶属于klosneuviruses、Cafeteria roenbergensis病毒或tupanviruses；③ 其中一种巨病毒的基因组达到2.4Mb，为目前已知的拟菌病毒科中最大的病毒基因组；④ 在宏基因组片段中发现了超过240种编码的衣壳蛋白。

Hidden diversity of soil giant viruses
2018-11-19, doi: 10.1038/s41467-018-07335-2

【主编评语】《Nature Communications》上发表的一项最新研究，通过对土壤样本进行的宏基因组分析，鉴定出了多种潜在的新型巨病毒。该研究对于研究土壤微生物菌群具有重要参考价值。（@沈志勋）

Nature子刊：海洋微生物多样性之前被低估了

Nature Communications[IF:12.353]

① 从大西洋、印度洋和太平洋的8个区域取海洋生物膜样品，使用宏基因组方法研究其生物多样性和功能；② 得到2.5 TB的宏基因组测序数据，鉴定出 7300 个生物膜形成物种；③ 这些生物膜形成菌株未能在海水样本分析中被发现，因此海洋中的微生物多样性提高了20%；④ 生物膜宏基因组中57.7%的ORF是新型的，不包括在之前的基因组数据库中；⑤ 在479个重建的全基因组中，发现了大量的生物合成基因簇和CRISPR-Cas系统新基因。

Marine biofilms constitute a bank of hidden microbial diversity and functional potential
01-31, doi: 10.1038/s41467-019-08463-z

【主编评语】据估计，20%-80%的海洋微生物以生物膜形式存在（http://www.mr-gut.cn/papers/read/1087827001）。近期《Nature Communications》发表Tara Oceans项目的研究成果，通过对海洋生物膜宏基因组的分析，在生物膜中发现了大量隐藏的生物多样性和功能特征。（@高春辉）

玉米代谢产物影响宿主相关菌群

Microbiome[IF:9.133]

① 苯并恶唑嗪酮类化合物（benzoxazinoids，BX）是玉米中的一组次级代谢产物，对比BX敲除玉米与野生型玉米的菌群差异；② BX影响了玉米的根部、枝条及根际菌群，根部的真菌丰富度受到BX的影响大于根部的细菌丰富度；③ BX与植物年龄共同影响了玉米的真菌及细菌群落结构，BX对根部菌群的影响大于对根际菌群的影响；④ BX影响了玉米根部及枝条中的多种特定分类群，例如BX含量与多种植物致病菌呈负相关。

Maize synthesized benzoxazinoids affect the host associated microbiome
04-11, doi: 10.1186/s40168-019-0677-7

【主编评语】来自《Microbiome》上发表的一项最新研究，发现玉米中的一组次级代谢产物——苯并恶唑嗪酮类化合物（BX）可影响玉米的根部、枝条及根际菌群，并与植物致病菌的减少相关。该结果对于研究植物-菌群互作具有参考价值。（@沈志勋）

中科院微生物所：热带红树林生态系统中的植物共生真菌群落

Microbiome[IF:9.133]

① 选取中国南方6种红树植物的48个树叶样品，分析植物附生和内生真菌的组成，共鉴定出635个真菌OTU；② 附生和内生真菌群落以Dothideomycetes和Tremellomycetes为主，不同红树林物种间的相对丰度不同；③ 附生和内生真菌的群落组成有显著差异，植物宿主本身对内生真菌组成的影响大于附生真菌；④ 内生真菌群网络比附生真菌群网络更具特异性和模块化，但连接性更低，抗嵌套性更强；⑤ 内生真菌群落比附生真菌群落更能抵抗环境干扰。

Phyllosphere epiphytic and endophytic fungal community and network structures differ in a tropical mangrove ecosystem
04-09, doi: 10.1186/s40168-019-0671-0

【主编评语】植物和真菌的相互关系对于维持生态稳定具有重要意义。中科院微生物所郭良栋团队近期在《Microbiome》发表研究，发现红树植物的内生真菌和叶际真菌群落具有差异性，且内生真菌受宿主遗产背景的影响更显著。该研究对于阐释植物、共生真菌关系具有参考价值。（@小肠君）

是时候关注饮用水微生物组了

Trends in Microbiology[IF:11.776]

① 考虑到气候变化和人口增长的压力，迫切需要了解饮用水（DW）的微生物组，以优化未来的基础设施投资；② DW菌群研究仍然比较滞后，而组学工具的发展可以促进该领域的研究，进而改进工程干预和检测工具的设计；③ 鉴于此，倡导进行协调进行大规模的饮用水微生物组计划（DWMP）；④ DWMP可以为诸如关键生物地球化学循环、气候预测、疾病控制和暴露人群等领域的认识带来变革；⑤ 其路线图分为框架先行、数据采集和公共交流3个阶段。

Drinking Water Microbiome Project: Is it Time?
04-25, doi: 10.1016/j.tim.2019.03.011

【主编评语】世界各地的自来水中含有大量的微生物，据估计每升水中含有的微生物细胞个数可在10^6-10^9之间。这些微生物与饮用水的质量和公共卫生风险密切联系，但是对其生物学特性的研究仍然较为滞后。《Trends in Microbiology》发表观点文章，提议有必要关注饮用水菌群。（@高春辉）

宁波大学潘道东：热应激下鸭肠道菌群变化与其生长指标相关

Frontiers in Microbiology[IF:4.019]

① 热应激（HS）鸭在32°C，每天8小时的条件下饲养，三周后收集不同肠段内容物样本；② HS引起鸭空肠和盲肠中的菌群显著改变，回肠菌群改变不明显；③ HS引起鸭的肠道形态改变，生长速度、血清甘油三酯、总胆固醇水平和抗氧化活性降低，腹部脂肪含量和血糖水平升高；④ 空肠菌群（而非盲肠菌群）与多种指标具有显著相关性，包括平均日增重、血清甘油三酯、血糖、抗氧化活性、脂肪堆积等。

Associations of gut microbiota with heat stress-induced changes of growth, fat deposition, intestinal morphology and antioxidant capacity in ducks
04-09, doi: 10.3389/fmicb.2019.00903

【主编评语】来自宁波大学潘道东团队在《Frontiers in Microbiology》上发表的一项最新研究，发现在热应激下，鸭肠道菌群及肠道形态发生变化，菌群的变化与鸭的生长指标及部分代谢指标相关。该结果对于研究菌群-宿主互作具有参考价值。（@沈志勋）

揭示大西洋鳕鱼的肠道菌群与功能

Microbiome[IF:9.133]

① 从6条迁徙性大西洋鳕鱼的粪便中分离出268个细菌科，丰度最高的科是弧菌科，最高的属是发光杆菌属；② 用宏基因组数据组装出细菌基因组，若干株亲缘关系相近的发光杆菌菌株都属于明亮发光杆菌分支；③ 菌群最主要的基因功能包括碳水化合物相关，氨基酸及衍生物相关，蛋白质代谢，辅酶因子、维生素、修复组和色素相关，DNA代谢等，与已报道的其他海洋生物菌群功能一致；④ 蛋白组显示共生细菌的蛋白代谢功能强大，细胞质中富含核糖体蛋白。

Closely-related Photobacterium strains comprise the majority of bacteria in the gut of migrating Atlantic cod (Gadus morhua)
04-17, doi: 10.1186/s40168-019-0681-y

【主编评语】《Microbiome》近期发表研究，第一次阐述了大西洋鳕鱼的肠道菌群的结构和功能，发现其中富含弧菌科及发光杆菌属，包括多株与明亮发光杆菌相近的菌株，且菌群功能与大部分海洋生物的共生菌群相似（@小肠君）

感谢本期日报的创作者：刘永鑫，沈志勋，高春辉，段海蓉，Echo-gdm，小肠君

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