Nature microbiology | 环境条件依赖的群落相互作用塑造微生物组基因模式—以土壤反硝化为模型!

文摘   2024-07-10 07:00   奥地利  

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Everything is everywhere but the environment selects—but how does the environment select?

鉴于群落相互作用的复杂性,环境介导的基因简单模式如何出现?一种可能性是相互作用很弱,基因的变化反映了个体基因型对当地环境条件的适应。第二种可能性是基因模式来自生态相互作用,其强度和特异性受当地环境变量的调节。在这种情况下,可重复模式的出现要求在具有相似环境条件的不同位置相互作用表现出规律性。

2024年7月8日,发表在顶级期刊Nature microbiology上的研究论文:Environmentally dependent interactions shape patterns in gene content across natural microbiomes证据表明,微生物群落的宏基因组内容模式可以从群落成员之间受环境依赖的相互作用中产生。以细菌反硝化为模型发现土壤pH值与全球表层土壤微生物组中反硝化还原酶基因含量的变化密切相关。通过对分离株进行富集和定量表型分析,作者展示了pH值如何影响生态相互作用和反硝化基因丰度模式。作者认为,这些相互作用产生了可重复的宏基因组-环境关联,这是由于所涉及的基因型具有保守的表型特性,并且这些生理性状支持相互作用。具体来说,作者在对全球土壤测序调查的分析中发现两种基因型的丰度与 pH 值相互影响;随着 pH 值的下降, nar基因丰度增加,而nap丰度减少。该结果表明,在酸性条件下,具有nar 菌株无法单独生长,但由于与nap基因型的生态相互作用而在群落中富集。我们的研究为剖析环境变量和基因丰度之间的关联如何从环境调节的群落相互作用中产生提供了路线图。

pH 与全球表层土壤微生物组中反硝化途径组成的共变相关

Nar +和 Nap +表型在不同分类群中得到保留


参考文献


Crocker, K., Lee, K.K., Chakraverti-Wuerthwein, M. et al. Environmentally dependent interactions shape patterns in gene content across natural microbiomes. Nat Microbiol (2024). https://doi.org/10.1038/s41564-024-01752-4


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