Microbiome | 海洋沉积物微生物群落的分类、功能和抗性多样性随污染梯度而变化
推荐：江舜尧
编译：药滴
编辑：十九
香港大学生命科学学院Jiarui Chen等人于2019年7月16日在《Microbiome》上发表了题目为《A pollution gradient contributes to the taxonomic, functional, and resistome diversity of microbial communities in marine sediments》的文章。文章研究Tolo海港四个不同程度富营养化的点，包括岛屿中心(死蚝礁)、扯里排(沙质底，植被稀疏)、赤洲(50%珊瑚覆盖)及东平洲(75%珊瑚覆盖)， 这些地点是根据7个水质梯度及其珊瑚品种的丰富程度选择的，是研究污染影响的理想地区。文章利用宏基因组学方法，评估了海洋沉积物中的微生物群落组成、微生物群落的功能特征、致病菌的流行程度以及ARGs的丰度和传播潜力。最后，文章评估了采样点在代表性污染参数方面的微生物群落差异。研究表明，海洋沉积物微生物群落的耐药成分随污染浓度的不同而存在显著差异，且微生物群落的分布与污染参数高度相关。
文章摘要
背景：沿海海洋环境是地球上最多产的生态系统之一。然而，人为影响对沿海海洋生物多样性造成巨大压力，导致微生物群落功能转移并使其成为人类健康风险因素。但对于富营养化(人类源性营养物质污染)对海洋微生物生物圈的影响，人们知之甚少。
结果:因此，我们检验了底栖微生物多样性和功能随污染梯度而变化的假设，重点研究人类病原体和抗生素耐药基因。包括分类学研究、功能检测和ARG注释在内的宏基因组分析表明，锌、铅、总挥发性固体和氨氮与微生物多样性及功能相关。我们提出了几种微生物，如浮霉菌和硫酸盐还原细菌作为反映污染浓度的候选指标。对抗生素抗性基因的注释表明，在污染最严重的地区，外排泵的丰度最高，证实污染与人类健康风险因素之间的关系。这一结果表明，污染区域的沉积物中含有微生物，它们具有降低细胞内抗生素、重金属或其他环境污染物的更强能力。
结论: 我们的研究结果表明污染与海洋沉积物微生物群之间存在相关性，并为深入了解高周转率微生物群落的作用以及潜在的致病微生物作为水质的实时指标提供依据，并展示了微群落所带来的内部功能的转变。
文章中重要图片说明
图1 | 采样信息。以不同颜色的圆圈标示四个采样地点。在6 -10cm深的沉积物中采集样本。该表显示了每个样本的信息，包括采样点、区域、经度和纬度。
图2 | 采样点间原核生物群落的比较分析。a、b、c分别为门、科和种水平上最丰富微生物的相对丰度。d、e、f为最丰富微生物的相对丰度，各位点间丰度差异显著。
图3 | 采样点与污染物载体的群落差异。a、b、c分别为门级、科级和种级微生物的主成分分析。重要污染参数的向量矩阵用带有箭头的单独黑线表示。重要的微生物用灰色表示。
图4 | KEGG同源性分析注释与站点之间功能转移的分类驱动。a.热图前50名丰富的KEGG通路注释。b.心岛与东平丰度前25的科中在不同的KO通路之间存在显著差异。
图5 | 样本间潜在病原体和耐药基因(ARGs)丰度的比较。a.一种基于不同样品中潜在致病属相对丰度的热图。b.采样点间致病alpha多样性的比较。c.中心岛与东平洲的病原菌属比较。d.各采样点间ARG机制的总相对丰度。e.样品总ARG剖面。f.每个位点的总ARG丰度的比较。
你可能还喜欢