地球菌群知多少？| 热心肠日报
今天是第911期日报。
Nature子刊：对地球原核生物总量的估值降低了 4-10 倍
Nature Geoscience[IF:14.391]
① 地下微生物占地球原核生物量的很大一部分，但对于其丰度和生物多样性却知之甚少；② 通过汇总全球大陆地下的细胞浓度和微生物多样性数据，结合全球热流、地表温度、深度和岩性等建立模型，得出地下共有 2~6 ×10^29 个细胞；③ 土壤总有机质含量和地下水含量并不能预测地下的细胞浓度；④ 地下微生物的多样性很难预测，但总体上细菌比古菌更丰富，主要受岩性的影响；⑤ 加上地上部分可得出地球上总的原核生物量为 23~31 Pg 碳。
The biomass and biodiversity of the continental subsurface
09-24 DOI: 10.1038/s41561-018-0221-6
由不可培养微生物“主宰”的地球环境
mSystems[IF:5.75]
① 在门水平及属水平上，不可培养的微生物（UCM）分别约占地球上微生物总数的25%（2.2*10^29个细胞）及81%（7.3*10^29个细胞）；② UCM在海水、淡水、地表下、高盐环境、海洋沉积物、温泉/深海热泉、冰雪等环境非人类环境中占极高比例；③ 宏转录组数据比宏基因组更能反应UCM在环境中的特殊地位，UCM发挥着重要而未知的生物功能；④ 部分UCM可条件性培养，被定义为VBNC，与之相对完全不可培养的UCM被定义为PDNC，可基于此将UCM进行高层级分类。
Phylogenetically Novel Uncultured Microbial Cells Dominate Earth Microbiomes
09-25 DOI: 10.1128/mSystems.00055-18
估量不可培养微生物的庞大数量
mSystems[IF:5.75]
① Lloyd团队通过已有的宏基因组及宏转录组数据，预测地球微生物总数及其多样性，并重点关注了不可培养微生物（UCM）；② 非人宿主环境中UCM占多数且直接影响生态环境，值得进一步探索；③ 文章称古菌的多样性低于细菌，可能是取样偏差所致；④ 数据分析存在不确定性：新的门分类的阈值定义、rRNA差减法（subtraction）对现有生物丰度分布的影响、利用读取深度预测微生物丰度的准确性；⑤ 新提出PDNC和VBNC概念，但不能以此区分系统发育层级。
Sizing Up the Uncultured Microbial Majority
09-25 DOI: 10.1128/mSystems.00185-18
华中农大：土壤菌群对汞污染呈现出一致反应
Microbiome[IF:9.133]
① 土壤汞很大程度上影响了微生物群落的结构和功能，降低细菌的丰度，但提高细菌的多样性；② 不同类型汞导致不同的菌群变化，如总汞与厚壁菌和拟杆菌丰度正相关，而甲基汞则与硝化螺杆菌丰度正相关；③ 菌群的相关性网络呈现出5个主要模块，水田和旱地土壤中各有2个模块可响应汞的变化；④ 22个功能基因类别与土壤中汞含量相关，多具有养分代谢和汞转化活性，如二磷酸还原酶和聚糖生物合成基因等；⑤ 水田和旱地总体上呈现出一致性的结论。
Consistent responses of soil microbial taxonomic and functional attributes to mercury pollution across China
10-18 DOI: 10.1186/s40168-018-0572-7
南京农大：菌群协同强化土壤除草剂残留的降解
ISME Journal[IF:9.52]
① 自然条件下，阿特拉津污染土壤中的药残毒性在77天内消失，且同步形成了具高降解活性的菌群；② 意外的是菌群中丰度增加最显著的物种都是非降解菌，而降解菌的丰度变化不明显；③ 以1株降解菌和5株非降解菌构建多菌株代谢模型，预测代谢耦联可促进两类细菌生长和利用阿特拉津，提升降解能力；④ 实验进一步证明添加喜盐芽孢杆菌/盐单胞菌等确可促进节细菌降解阿特拉津的能力；⑤ 表明结合代谢模型模拟可辅助设计出更高性能的功能菌群。
Modeling microbial communities from atrazine contaminated soils promotes the development of biostimulation solutions
10-05 DOI: 10.1038/s41396-018-0288-5
南京农大：植物自土壤中招募“亲兵”抵抗地上病原菌入侵
Microbiome[IF:9.133]
① 土壤中种植拟南芥，只对其叶片接种丁香假单胞菌Pst，经5代后可诱导在同一土壤中生长的后续拟南芥对Pst的抗性；② 16S rRNA测序发现具抗性土壤中生长的植物具有与对照土壤中生长的植物不同的根际菌群；③ GC-MS分析植物根系分泌物，得到456个峰，201种不同的化合物，其中50种化合物的丰度在两类植物中显著不同；④ 据此制备根系分泌物营养液，对土壤处理后，土壤获得了遗留抗病性；⑤ 但不含菌群的营养液本身无效，说明抗性来源于招募来的菌群。
Root exudates drive the soil-borne legacy of aboveground pathogen infection
09-12 DOI: 10.1186/s40168-018-0537-x
Nature子刊：菌株水平差异驱动毫米尺度下的群落多样性
Nature Microbiology[IF:14.174]
① 同一发酵罐中取 142 个大小介于 1-8 mm 之间的颗粒状生物膜群落，对其进行宏基因组测序；② 在属水平上分析这些本质上是重复样品中的群落结构，发现差异非常大，因此也未能将这些样品划分为类似“肠型”的不同类别；③ 不过，在菌株水平上则可以看到不同样品的菌群结构明显分为几种不同类型；④ 这些类型是由优势菌聚磷菌（暂定种）的三种不同菌株的丰度决定的；⑤ 同一类型的群落中具有类似的聚磷菌菌株丰度及与其关联的其它物种。
Strain-level diversity drives alternative community types in millimetre-scale granular biofilms
09-24 DOI: 10.1038/s41564-018-0242-3
中国农大： 蜜蜂作为肠道菌群研究的模式动物（综述）
Lab Animal[IF:0.833]
① 蜜蜂肠道菌群结构简单，全部为特有菌种，均可培养及进行基因工程改造；② 无菌蜜蜂成本低廉、繁殖迅速、基因异质性低，且具有完备的生理、发育、行为等表型的研究方法；③ 已有研究发现肠道菌群对蜜蜂的营养、生长、激素信号、免疫等多方面具有重要作用；④ 其肠道分布特征、植物多糖代谢能力、宿主特异性及社会性传播等特点与人肠道菌群类似；⑤ 蜜蜂肠道菌群特别适合用于研究特异性肠道菌群的建立过程及菌群对于宿主的影响模式。
Honey bees as models for gut microbiota research
11-01 DOI: 10.1038/s41684-018-0173-x
感谢本期日报的创作者：gaoch，徐笑
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