Microbial network
与高寒草地生产力相关的草-微生物域间生态网络
草和土壤微生物之间的联系可以强烈地影响植物群落结构。然而，草的生产力和多样性与土壤微生物之间的关系，以及草与微生物共生的模式尚不清楚。本研究利用元条形码技术对16个高寒草地进行了草地生产力和多样性调查，测定了土壤理化性质，并对土壤古菌、细菌和真菌进行了测序。利用距离衰减关系、域间生态网络(IDEN)和Mantel检验，研究了高寒草地草地草地生产力、多样性和微生物多样性之间的关系，以及草地和微生物域间网络共现模式。古生菌丰富度、细菌丰富度和真菌α-多样性与草的多样性呈显著负相关，而古生菌和细菌多样性与草的生产力呈显著正相关。此外，随着牧草多样性、生产力和土壤变量差异的增加，微生物β-多样性增加。方差划分分析表明，草地生产力对微生物群落的贡献大于土壤变量和草地多样性，说明草地生产力与微生物群落的关系更密切。域间生态网络表明，草地与部分细菌、古菌和真菌形成了复杂而稳定的生态网络，其中草-真菌生态网络的鲁棒性最高，表明高寒草地土壤真菌能较好地与地上草共存。草-微生物网络的连通性程度与草产量显著正相关，表明草-微生物共存模式对草产量具有正反馈效应。研究结果对建立高寒草地生态系统植物与微生物之间的调节机制具有重要意义。
ARGs
通过重编程噬菌体赋能功能宏基因组学在临床菌株中对抗生素耐药体的描述
功能宏基因组学是识别环境中抗生素耐药基因(ARGs)的强大实验工具，但合适的宿主细菌种类的范围有限。这种限制既影响了已确定的ARG的范围，也影响了其临床相关性的解释。在这里，我们提出了一个名为重编程噬菌体粒子辅助多物种功能宏基因组学(DEEPMINE)的功能宏基因组学管道。这种方法结合并改进了T7噬菌体与交换尾纤维和靶向诱变的使用，以扩大噬菌体宿主的特异性和功能宏基因组学的效率。这些修饰过的噬菌体颗粒被用于将大型宏基因组质粒库引入临床相关的细菌病原体。通过在土壤和肠道微生物群以及针对13种抗生素的临床基因组中筛选ARGs，我们证明了这种方法极大地扩展了已识别的ARGs列表。许多****ARG****对耐药性具有物种特异性作用;它们在一种细菌物种中提供高水平的耐药性，但在相关物种中产生非常有限的耐药性。最后，我们确定了目前正在临床开发或最近已获批准的抗抗生素的移动ARG。总的来说，DEEPMINE扩展了研究微生物群落的功能宏基因组学工具箱。
纳米级零价铁对土壤四环素类及相关抗性基因的衰减
由于抗生素耐药性基因(ARGs)的刺激增殖和传播，土壤中的抗生素污染对人类健康的威胁越来越大。纳米零价铁(NZVI)是一种很有前途的抗生素修复材料，但NZVI如何影响ARGs的多样性、丰度和水平基因转移潜力尚不清楚。本文研究了不同浓度的NZVI对四环素(TCs)及其相关ARGs的生物和非生物效应。结果表明，NZVI能有效促进tc降解，20 d内降解率由未加NZVI时的51.38%增加到1 ~ 10 g NZVI/kg时的57.96% ~ 71.66%;生物降解对总tc去除率的贡献为66.10% ~ 76.30%。NZVI诱导TCs生物降解可能是由于减轻了TCs对细胞的毒性，增加了微生物生物量和酶活性。此外，与tc相关的ARGs随着intI1和ISCR1水平基因转移电位的降低而减弱，但对非tc相关的ARGs观察到相反的影响，特别是在过度暴露于NZVI期间。本研究说明了NZVI修复抗生素污染土壤的可能性，同时降低ARGs的潜在风险。
猪粪转化为生物炭用于土壤改良剂:消散抗生素耐药基因的效果及潜在机制
畜禽粪便改性是一种常见的农业施肥方法，可加剧抗生素耐药基因(ARG)污染，从而威胁食品安全和人类健康。另一方面，粪便也可以作为生物炭产生，以改善土壤质量，从而减少粪便中的ARGs。然而，目前尚不清楚将粪肥转化为生物炭进行土壤改良如何以及为什么会减少ARG污染。因此，本研究研究了猪粪(2%和5%)及其生物炭(2%和5%)改性土壤中ARG和微生物群落的变化，并探讨了将猪粪转化为生物炭如何减少ARG污染。培养28 d后，未处理土壤、肥料处理土壤和生物炭处理土壤的ARG值分别为47、112 ~ 136和43 ~ 52。ARG丰度在未改良土壤、肥料改良土壤和生物炭改良土壤中分别为7.66 × 107、4.32 × 109 ~ 1.42 × 1011和8.44 × 107 ~ 9.67 × 107 copies g−1干土。与肥料改良土壤相比，生物炭改良使土壤ARG丰度降低了2-4个数量级，ARG数量降低了70-93个数量级。此外，有机肥的添加改变了细菌的多样性和组成，而生物炭没有改变。土壤性质的变化和移动遗传元素(MGEs)可以解释ARGs的变化。与有机肥相比，生物炭降低了土壤中移动遗传元素(MGEs)、变形杆菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)，这解释了ARGs丰度和多样性的降低;然而，变形杆菌门和拟杆菌门中的多药耐药基因在生物炭修饰的土壤中仍然丰富。这项研究表明，将粪便转化为生物炭作为土壤改良剂有助于控制粪便ARGs的传播。
群体感应在环境耐药中的作用及机制*
随着越来越多的环境污染物的出现，抗生素和抗生素耐药基因(ARGs)已导致环境中抗生素耐药性(AMR)的大幅增加。群体感应(Quorum sensing, QS)是一种细菌细胞间的通信过程，调节许多性状和基因表达，包括arg和有助于AMR发展的相关基因。本文综述了细菌QS在环境下AMR发展中的作用、生理和遗传机制。首先，介绍了QS对AMR的影响。接下来，系统分析了QS在细菌生理行为中促进AMR发展的作用，包括膜渗透、战术运动、生物膜形成、持久体形成和小菌落变异(SCVs)。此外，本文还探讨了QS对ARGs表达的调控、影响ARGs形成的活性氧(ROS)的产生以及加速ARGs传递的水平基因转移(HGT)等，以揭示AMR发生的分子机制。这一综述为更好地理解抗生素耐药性的演变和预防抗生素耐药性提供了参考。
highlight
• 与毒性相比，群体感应介导的抗菌素耐药性没有得到系统的研究。
• 微生物耐药性的进化观点是由群体感应调节的。
• 群体感应是预防抗菌耐药的潜在靶点。
Metagenome
Evaluation of computational phage detection tools for metagenomic datasets
随着用于检测宏基因组中噬菌体的新计算工具的迅速发展，迫切需要开发系统的基准。在本研究中，我们调查了19个宏基因组噬菌体检测工具，其中9个可以大规模安装和运行。这9个工具通过几个基准挑战进行了评估。片段参考基因组被用来评估片段长度、低病毒含量、噬菌体分类、对真核污染的稳健性和计算资源使用的影响。模拟宏基因组被用来评估测序和组装质量对工具性能的影响。最后，使用真实的人类肠道宏基因组和病毒组来评估工具预测的噬菌体群落的差异和相似之处。我们发现各种工具产生的结果截然不同。通常，使用同源方法的工具(VirSorter、MARVEL、viralVerify、vivid和VirSorter2)显示出较低的假阳性率和对真核污染的鲁棒性。相反，使用序列组合方法的工具(VirFinder, DeepVirFinder, Seeker)和MetaPhinder具有更高的灵敏度，包括对参考数据库中较少表示的噬菌体。这些差异导致人类肠道宏基因组中预测的噬菌体群落存在很大差异，近80%的contigs被至少一种工具标记为噬菌体，任何两种工具之间的最大重叠率为38.8%。虽然不同工具在病毒粒上的结果更加一致，但结果差异仍然显著，最大重叠率为60.65%。讨论:重要的是，本研究中开发的基准数据集是公开可用的和可重用的，以使未来开发的新工具具有可比性。
