机载微生物群落虽然经常因生物量低而挑战研究,但在公共卫生和病原体传播中起着至关重要的作用。通过shot弹枪宏基因组学,这项研究利用面罩和飞机舱滤清器的非侵入性空气采样来研究具有频繁人类相互作用的环境中的微生物多样性,包括医院和飞机。开发了全面的抽样和分析工作流程,并结合了环境和富集方案,以增强微生物DNA恢复和多样性分析。尽管存在生物量的局限性,但允许成功鉴定407种的优化提取方法,其中包括cutibacterium痤疮,表皮葡萄球菌,hankookensis和Radiotolerans甲基杆菌。富集加工导致更大的元基因组组装基因组(MAG)恢复和较高的抗菌耐药基因(ARG)鉴定。这些发现突出了高占用公共场所中ARG的存在,这表明监测的重要性以及在这种环境中减轻空气传播风险的潜力。这项研究证明了将环境和富集采样相结合以捕获狭窄空间中综合微生物和ARG概况的实用性,从而为在公共卫生环境中增强病原体监测提供了框架。
药物已被确定为对环境的重要威胁。它们不断进入水生生态系统意味着生物会长期暴露。迄今为止,已经有大量科学论文评估了药物对不同分类学群体的单个生物的影响。但是,药物对环境的影响可能比在毒性测试中对单个生物的毒性测试所确定的影响要广泛得多。这些化合物会破坏整个社区。在这种情况下,应特别关注微生物社区,该社区规范了许多基于水生食物网和生态系统服务的基本过程。本文回顾了与药物对微生物的影响有关的当前发展,特别关注新鲜和盐水中的全社区研究。我们还总结了与原位和实验室研究相关的机会,并突出了重要的知识差距。
死亡率机制在开放海洋中的微生物如何促进全球能量和营养循环中起着很大作用。salp是无处不在的上膜膜,是沿海和高纬度系统中大型光致动微生物的众所周知的死亡率来源,但是它们对热带和亚热带开放式海宝中较小原核生物的巨大原核生物的影响尚未得到很好的量化。我们使用鲁棒的定量技术来测量北太平洋亚热带Gyre(地球上最大的生态系统之一)中特定微生物官能团的SALP清除率和富集。我们发现萨尔普斯是以前未知的全球丰富氮固定剂的捕食者。因此,萨尔普斯将新的氮递送到海洋生态系统中。我们表明,海洋的两个主导细胞ProChorococcus和Sar11并未被Salps消耗,该细胞为开放海洋系统中小细胞的优势提供了新的解释。我们还确定了proChorococcus的双重奖励,其中它不仅可以逃脱salp捕食,而且还消除了其主要的混合营养性捕食者之一,即prymnephenephinephinephyte chrysochromulina。当我们建模SALP网格与颗粒之间的相互作用时,我们发现单独的细胞大小无法解释这些猎物选择模式。相反,结果表明替代机制(例如表面特性,形状,营养质量甚至猎物行为)确定哪些微生物细胞被salps消耗。一起,这些结果将萨尔普斯确定为塑造开海微生物群落的结构,功能和生态的主要因素。
极性区域是地球上最快的变暖场所。加速的冰川融化会导致养分的增加,例如金属氧化物(即铁和锰氧化物)进入周围环境,例如波特湾的海洋沉积物,乔治岛国王岛/伊斯兰国王25 de Mayo(西南极半岛)。微生物氧化物还原和相关的微生物群落在南极沉积物中的理解很少。在这里,我们通过对原位沉积物孔水的地球化学测量以及伴随16S rRNA测序的泥浆孵育实验进行了调查。脱母瘤属的成员是孵化中锰氧化锰和乙酸盐修正的主要响应者。与锰和/或乙酸盐利用相关的其他生物包括去硫纤维瘤,sva1033(脱硫素甲甲藻家族)和未分类的Arcobacteraceae。我们的数据表明,Desulfuromonadales的不同成员最活跃于有机型锰的降低中,从而提供了有力的证据,证明了它们与永久冷南极沉积物中锰减少的相关性。
对温度和食物资源的适应是土壤动物(尤其是冷血动物)在其栖息地生存的两种主要适应策略,而肠道菌群会影响这些适应策略。蚯蚓通常被称为生态系统工程师,因为它们是土壤中动物生物量的最大组成部分。它们被视为土壤质量、健康和功能三角中的重要指标。然而,肠道菌群在蚯蚓大规模环境适应中的作用仍不清楚。我们探讨了中国东北(1661 公里)两种广泛分布的蚯蚓(Eisenia nordenskioldi Eisen 和 Drawida ghilarovi Gates)的肠道细菌群落及其在环境适应中的作用。根据我们的研究结果,肠道细菌群落的 α 多样性随着纬度的增加而降低,肠道细菌群落组成受年平均温度(MAT)和
摘要:土壤微生物在生态系统功能中起着至关重要的作用,而土壤微生物群落可能受到与煤炭工业相关的人为活性引起的重金属污染的影响。这项研究探讨了重金属污染对围绕中国山西省的不同煤基工业领域(煤矿开采行业,煤炭制备行业,基于煤炭的化学工业和燃煤电力行业)的围绕土壤细菌和真菌群落的影响。此外,从所有工厂收集了农田和公园的土壤样本作为参考。结果表明,大多数重金属的浓度大于局部背景值,特别是对于砷(AS),铅(PB),镉(CD)和汞(HG)。在抽样场中,土壤纤维素酶和碱性磷酸酶活性存在显着差异。在所有取样场中,土壤微生物群落的组成,多样性和丰度截然不同,尤其是对于真菌群落而言。肌动杆菌,蛋白质细菌,氯酸环菌和酸性杆菌是主要的细菌门,而Ascomycota,Mortierellomycota和basidiomycota在这个基于煤炭的工业强化地区的真菌社区主导了该研究的真菌社区。冗余分析,方差分析分析和Spearman相关性分析表明,土壤微生物群落结构受到CD,总碳,总氮和碱性磷酸酶活性的显着影响。这项研究填写了中国北部一个基于煤炭的工业地区的土壤物理化学特性,多种重金属浓度和微生物群落的基本特征。
环境 DNA (eDNA) 宏条形码已成为检查鱼类群落的有力工具。在将基于 eDNA 的评估引入监管监测环境(例如欧盟水框架指令)之前,需要方法标准化。为了确保方法的准确性并满足监管标准,已经建立了各种采样、实验室和生物信息学工作流程。然而,全面监测鱼类的关键先决条件是选择合适的引物对,以准确识别给定水体中存在的鱼类。过去十年中,发表了针对不同遗传标记区域的各种鱼类特异性引物对。然而,尚未开展专门研究来评估常用鱼类引物对在评估中欧鱼类物种方面的性能。因此,我们创建了一个由 45 种中欧鱼类 DNA 组成的人工“模拟”群落,并检查了五对引物的检测能力和可重复性。我们的研究重点介绍了引物选择和生物信息学过滤对 eDNA 宏条形码结果的影响。在我们研究中评估的五对引物中,tele02(12S 基因)引物对是中欧淡水鱼 eDNA 元条形码的最佳选择。此外,MiFish-U(12S)和 SeaD NA-mid(COI)引物对表现出良好的检测能力和可重复性。然而,特异性较低的引物对(即针对脊椎动物)被发现不太可靠,并产生大量假阳性和假阴性检测。我们的研究说明了如何通过精心选择引物对和生物信息学流程使 eDNA 元条形码成为鱼类监测更可靠的工具。
虽然传统的依赖培养的方法可以有效检测某些微生物,但市政饮用水 (DW) 微生物组的综合组成,包括细菌、古菌和病毒,仍然未知。宏基因组测序为准确确定和分析 DW 的整个微生物群落打开了大门,全面了解 DW 物种多样性,特别是在 COVID-19 时代的公共卫生问题背景下。在这项研究中,我们发现大多数可培养细菌和一些粪便指示菌,如大肠杆菌和铜绿假单胞菌,在所有样品中均无法使用依赖培养的方法培养。然而,宏基因组分析表明,DW 样品中的主要细菌种类属于变形菌门和浮霉菌门。值得注意的是,甲基杆菌属在所有水样中最为丰富,其次是鞘氨醇单胞菌、芽生菌和固氮螺菌。虽然检测到了低水平的毒力相关因子,例如 Esx-5 VII 型分泌系统 (T7SS) 和 DevR/S,但仅在一个样本中以低丰度鉴定出红霉素抗性基因 erm (X),一种 rRNA 甲基转移酶。在一些样本中鉴定出了与毒力和抗性基因相对应的宿主,包括分枝杆菌属。在一些 DW 样本中发现了微量的古细菌 DNA(Euryarchaeota、Cren archaeota)。使用胶体金和实时逆转录聚合酶链反应 (RT ‒ PCR) 方法,所有 DW 样本中的轮状病毒、柯萨奇病毒、人类肠道病毒和 SARS-CoV-2 等病毒均为阴性。然而,在一些 DW 样本中发现了编码新目逆转录病毒(Ortervirales)和疱疹病毒目的 DNA。整个微生物群落的代谢途径涉及细胞间通讯和信号分泌,有助于水中不同微生物种群之间的合作。本研究利用培养依赖方法和宏基因组测序结合生物信息学工具,深入了解了 COVID-19 大流行期间中国杭州 DW 的微生物群落和代谢过程。
图2:工程可通道的导管。a)大脑动脉结构的例证和中大脑中动脉的平均直径。b)液压驱动的尖端的设计和工作原理:当通道斜线(以红色指示)时,尖端向相反的方向转移。c)制造导管是一个多步成型过程。d)计划和横截面图像的横截面图像,长度为15mm,外径为900 µm,内径为400 µm,在管壁上的四个50 µm通道。通过SEM横截面图像可见较软的内部材料上相对刚性的涂层,该材料可见,厚度约为25 µm。
抽象的高粱双色是一种重要的全球作物,适合于玉米或米饭更炎热,更干燥的条件下壮成长,具有与独特且分层的土壤微生物组相互作用的深根,在植物健康,生长和碳存储中起着至关重要的作用。对农业土壤的微生物组研究,尤其是生长二色的田地,主要限于表面土壤(<30 cm)。在这里,我们研究了土壤特性,田间位置,深度和高粱类型的生物因子的非生物因素,跨土壤微生物组上的38种基因型。利用16S rRNA基因扩增子测序,我们的分析揭示了微生物组成的显着变化,并且无论基因型或田间如何,双色链球菌内的土壤深度增加。值得注意的是,特定的微生物家族,例如热蛋白孢子科和ABS-6阶内未分类的家族,富含30厘米以上的更深的土壤层。此外,微生物的丰富度和多样性的深度下降,在60-90 cm层达到最低限度,而层的多样性则超过90 cm。这些发现突出了土壤深度在农业土壤微生物组研究中的重要性。