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      第一次全球土壤基因組學(xué)調(diào)查揭示了真菌和細(xì)菌之間的戰(zhàn)爭
      
			
      
				2019-04-03 09:59:42
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      土壤充滿生命，對養(yǎng)分循環(huán)和碳儲存至關(guān)重要。為了更好地理解它的功能，由EMBL和塔爾圖大學(xué)(愛沙尼亞)領(lǐng)導(dǎo)的國際研究小組進(jìn)行了第一次全球土壤中細(xì)菌和真菌的研究。他們的研究結(jié)果表明，細(xì)菌和真菌一直在爭奪營養(yǎng)物質(zhì)，并產(chǎn)生抗生素庫以獲得優(yōu)勢。該研究還可以幫助預(yù)測氣候變化對土壤的影響，并幫助我們更好地利用農(nóng)業(yè)中的天然土壤成分。Nature于2018年8月1日公布結(jié)果。
      

      第一次全球土壤基因組學(xué)調(diào)查揭示了真菌和細(xì)菌之間的戰(zhàn)爭
      

      對土壤微生物組的研究需要科學(xué)家們弄臟他們的手。在五年的時間里，從世界各地的1450個地點(每個地點40個子樣本)收集了58.000個土壤樣本，這些樣本經(jīng)過精心挑選，不受農(nóng)業(yè)等人類活動的影響。第一作者M(jìn)ohamad Bahram(塔爾圖大學(xué))和Falk Hildebrand(EMBL)以及一個龐大的合作者團(tuán)隊建立了這個龐大的項目，收集了樣本，并分析了14.2 TB的數(shù)據(jù)集。在1450個抽樣地點中，有189個被選中進(jìn)行深入分析(見圖1)，涵蓋了世界上最重要的生物群落，從熱帶森林到各大洲的苔原。
      

      全球微生物戰(zhàn)爭
      

      本研究中發(fā)現(xiàn)的數(shù)百萬基因中只有一半與來自腸道和海洋微生物組的現(xiàn)有數(shù)據(jù)重疊。“未知基因的數(shù)量是壓倒性的，但我們能夠解釋的基因明確指出了土壤中細(xì)菌和真菌之間的全球戰(zhàn)爭，”EMBL組織負(fù)責(zé)人，該論文的通訊作者Peer Bork說。
      

      總體而言，如果真菌相對較多，土壤中的細(xì)菌多樣性較低。該團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)細(xì)菌中抗生素抗性基因的數(shù)量與真菌數(shù)量之間存在密切聯(lián)系，特別是那些有抗生素生成潛力的菌株，如青霉菌。Falk Hildebrand：“這種模式很好地解釋了真菌在與細(xì)菌作戰(zhàn)時產(chǎn)生抗生素這一事實，只有具有足夠抗生素抗性基因的細(xì)菌才能存活下來。”
      

      “真菌和細(xì)菌之間的拮抗作用會影響細(xì)菌群落的整體多樣性，并決定其抗生素抗性的基因庫”，Mohamad Bahram說。該信息可用于預(yù)測導(dǎo)致不同生態(tài)系統(tǒng)中抗生素抗性的基因的傳播，以及它們可能通過何種途徑到達(dá)人類病原體。它還可以幫助預(yù)測和確定高水平天然抗生素生產(chǎn)者的位置。
      

      區(qū)域差異
      

      該團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌和真菌分布的區(qū)域差異。細(xì)菌無處不在，溫帶地區(qū)的遺傳多樣性最高，氣候溫和。溫度等環(huán)境因素的相對豐度最具決定性：它們通常偏好炎熱和潮濕的地方。真菌通常在像苔原這樣較冷和干燥的氣候中更為普遍。它們在地理上也受到更多的限制，各大洲之間的人口也存在差異。這意味著細(xì)菌和真菌對養(yǎng)分循環(huán)的相對貢獻(xiàn)在世界范圍內(nèi)是不同的，并且全球氣候變化可能以不同方式影響它們的組成和功能。
      

      人類活動的影響
      

      當(dāng)將未受破壞的土壤地點的數(shù)據(jù)與受人類影響的地點(如農(nóng)田或花園草坪)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較時，細(xì)菌，真菌和抗生素之間的比例完全不同。據(jù)科學(xué)家們說，這種自然平衡的轉(zhuǎn)變 - 可能是在地球大部分歷史上演變而來 - 表明人類活動對土壤微生物組的影響，到目前為止還有未知的后果。然而，更好地理解和真菌之間的相互作用的細(xì)菌在土壤中可能有助于減少使用土壤的肥料在農(nóng)業(yè)，作為一個可以給有益微生物的存活機(jī)會在自然環(huán)境中。
      
			

			
        
      
			
      
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