文章题目：Transferring concepts from plant to microbial ecology: A framework proposal to identify relevant bacterial functional traits
期刊：Soil Biology and Biochemistry
影响因子：9.8
发表时间：2021
参考文献：Nicolas Romillac, Lucia Santorufo. Transferring concepts from plant to microbial ecology: A framework proposal to identify relevant bacterial functional traits. Soil Biology and Biochemistry. 2021, 162:108415.
研究背景
l功能性状方法特别适合细菌，因为由于水平基因转移和快速进化，它们的分类学身份在很大程度上与其功能特征脱钩。然而，到目前为止，细菌功能生态学一直落后于植物和动物功能生态学。一些细菌特性，如体积小、形态多样性有限、丰度过高、实验室培养困难等使功能性状的测量变得困难。然而，困难也与缺乏明确识别的功能性状有关，这些功能性状与描述细菌生态策略和解释细菌群落组装和细菌对生态系统特性的影响有关。
l与细菌生态学相反，植物生态学已经建立了常规测量的核心性状列表，例如比叶面积、叶干物质含量、高度、种子质量和木材密度。关键性状的识别使植物生态学能够提出和测试理论，以将群落解释为相似和生物多样性-生态系统功能关系。特别是，前者的环境过滤理论以及生物量比假说和生态位互补假说。细菌和植物的功能生态学差异很大。特别是，植物的多细胞性导致了器官之间资源分配、受控衰老和通过对种子的资源投资而分散的机制，而这些种子在细菌中没有类似物。植物的有性繁殖和交配系统是物种和种群存在的原因，这些物种和种群在微生物中几乎没有等价物。相反，细菌单细胞性导致基因组特征和表型之间更直接的关系，以及对细胞大小和基因组大小等特征的选择压力。这些东西在植物中没有观察到。细菌中碳、能量和还原当量来源的多样性也与植物相矛盾，它们争夺有限的资源。
l然而，植物生态学的带头尝试将生态概念从植物转移到微生物生态学。从历史上看，土壤微生物生态学与土壤学、农学和化学的关系比与大生物生态学的关系更多。这导致两个领域之间缺乏概念交流，在这里，我们首先提出了功能性状概念的综合总结，因为它在植物生态学中历史上得到了发展。然后，我们尝试从植物生态学中汲取经验教训，提出一个框架来识别与群落组装研究以及细菌对生态系统功能影响研究相关的细菌功能性状。该框架基于以下关键概念：特征与真实性相关，特征之间存在权衡，以及社区聚集门控特征随环境梯度而变化。我们用一个涉及基因组功能性状 16S rDNA 拷贝数的例子来说明该框架。
1.综述目的
l从植物功能生态学中汲取灵感，不应根据它们与感兴趣的生态系统功能的关系来识别功能性状，而应根据它们与细菌适应性的关系来识别功能性状
2.综述主要内容
2.1.定义细菌适应性的性能组成部分是什么
与植物方法类似，第一步是定义细菌适应性的个体表现成分（图1）。
2.2.在文献中识别与适合度成分密切相关的一个或多个的潜在功能性状
可以利用大量文献来识别这些特征。与生长速率、存活率和扩散相关的几个生理、形态学和基因组特征已经是已知的。以最大生长速率为例，即资源不受限制时的生长速率，提出了许多功能性状。最好的相关性是密码子使用偏差和每个细胞的核糖体 DNA 操纵子 （rDNA） 的数量（16S rDNA 是最常研究的基因）。它们都与增长率呈正相关。基因组大小和生长速率之间的联系可能与细胞大小有关，因为基因组大小受细胞体积的限制，并且观察到细胞大小与生长速率呈正相关。
2.3.构想、设计和测试测量功能性状值的方法
现在我们想在环境中测量它们。技术限制不应阻碍我们确定给定研究的最佳功能性状，因为性状识别和性状测量确定是两个不同的步骤。如果在细胞尺度上定义了功能性状，那么我们可以在任何尺度上测量它们。事实上，很明显，对于许多特征，我们将无法在个体身上测量它们。相反，我们将测量社区或种群的所谓“聚合特征”。当一个更容易测量的性状（即软性状）被用作另一个性状（即硬性状）的替代物时，评估它们之间关系的强度是很重要的，例如，通过生态生理学实验。
2.4.测量特征聚合值沿环境梯度的变化
一旦有测量功能性状 CWM 或多样性的方法可用，就有三种可能的方法是使用来自自然群落的数据来评估性状的相关性。第一个是查看给定社区中丰度和性状值之间的关系，因为频率应该随性状值而变化。通过定量 H218O定量稳定同位素探测获得的细菌类群生长和死亡率的信息也可以用来代替相对丰度作为适应性指标。第二种方法是比较群落和区域物种库中的性状分布。然而，这需要划定区域物种库
2.5.确定性状之间的权衡并将其与环境梯度联系起来，以定义细菌生态策略
识别特征之间的权衡可以识别与健身组件相关的一些功能维度，并且可以通过少量特征来衡量。这些特征和权衡也可以用来定义生态策略。理想情况下，动物生态学的一些目标是根据权衡确定策略，根据功能特性值用数字表示细菌的策略（如植物生态学中所做的），并将策略与环境特征联系起来。这将允许克服细菌生态策略的当前限制之一——它们是在概念上先验定义的，存在循环推理的风险。在细菌中，已经确定了生长速率和生长产量之间的权衡，细胞大小和营养吸收率之间的权衡，补间生长速率和细胞体积之间的权衡，使用不同碳源的能力之间的权衡，或生长速率和存活率之间的权衡。
2.6.研究沿环境梯度或菌株之间的响应和效应性状之间的关系
我们的框架以识别响应特征为中心。然而，大多数微生物生态学家都有兴趣将群落组成（反应性状的结果）与生态系统功能（效果性状的结果）联系起来。性状之间存在权衡，以支持响应和效应性状之间的某种联系（如植物中发生的那样），因为对响应性状的环境过滤将导致间接选择与它们相关的效应性状。
图1 一个将细菌功能性状与适应性联系起来的框架。
