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Decoding microbial metabolic complementarity from individual traits to community structuring
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DOI：10.1002/ecy.70474.png)
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摘要
En 中文
微生物组研究中的一个基本挑战在于阐明通过群落组成和基因组数据来揭示微生物群落的代谢功能。由于群落结构和涌现功能特性是由细菌群落代谢网络决定的，因此了解调控细菌-细菌相互作用的原则至关重要。在此，我们应用了一种整合框架，将个体菌株水平的性状与简化合成细菌群落（SSC8）中的群落结构联系起来，该群落能促进未嫁接西瓜的生长。通过结合单培养和共培养实验、全基因组代谢建模以及培养液代谢组学分析，我们表征了群落成员间的定向相互作用和资源依赖性。我们的研究发现，正向相互作用主导了群落网络，占所有成对组合的55%，表明菌株间普遍存在促生长效应。全基因组代谢建模显示，菌株间的功能分化在系统发育距离增加时增强了代谢互补性。整合代谢建模与代谢组学进一步表明，Pseudomonas azotifigens Q6不仅从所有其他群落成员中获益，还与另外三种菌株表现出互惠互作，其代谢物交换涉及L-赖氨酸和L-半胱氨酸等化合物。Pseudomonas azotifigens Q6通过影响其他共生体成员在体外的丰度，作为影响群落组成的重要驱动因素。这些发现强调了代谢互补性在通过促进特定菌株的选择性持久存在来驱动群落结构中的作用。本研究为体外微生物相互作用网络提供了机制性见解，并为合理设计功能稳定且有益于植物的微生物组奠定了概念基础。
Keyword:
genome-scale metabolic modeling
metabolic complementarity
microbial interaction network
synthetic microbial community
期刊
E
IF:
4.3
论文数:
283
被引数:
0
机构
引用论文
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