metagenome

仔猪断奶早期由于本身免疫力和消化机能较弱、或饲养管理不适就容易发生腹泻现象，腹泻会增加仔猪死亡率、降低仔猪生长性能、严重危害畜牧业。目前，对早期断奶仔猪肠道菌群的研究几乎只集中在细菌上，而对肠道病毒群的研究极其缺乏。近日，华中农业大学的陶诗煜、魏泓及团队在Microbiology spectrum发表最新研究，采用宏基因组和宏转录组测序结合生信技术，揭示早期断奶仔猪肠道DNA和RNA病毒群的生物多样性、结构和组成，发现早期断奶健康和腹泻仔猪肠道病毒整体结构相似，但腹泻仔猪肠道中存在更多病毒种类和生态多样性。总之，该研究为未来制定有效策略干预仔猪早期腹泻提供了新指导。

早期断奶仔猪肠道病毒群 early weaning gut virome metagenome

扩增子

iMeta：陈同等开发高颜值高被引绘图网站imageGP

2022年2月21日，iMeta 期刊在线发表了中国中医科学院黄璐琦院士、陈同副研究员和中国科学院遗传与发育生物学研究所刘永鑫高级工程师合作题为“ImageGP: An easy-to-use data visualization web server for scientific researchers”的研究论文。该论文介绍了一款简单易用、功能强大的在线绘图工具 ImageGP，访问地址是http://www.ehbio.com/ImageGP/ 。

扩增子生物信息学数据可视化宏基因组菌群

微生物结构变异

傅静远等Cell子刊：从微生物遗传组成的维度，解析人肠道菌群与胆汁酸代谢的关系

荷兰格罗宁根大学医学中心傅静远教授及团队在Cell Host & Microbe发表文章，整合了荷兰LifeLines-DEEP（LLD）和300-Obesity（300-OB）两个人群队列共计1437名受试者的肠道微生物宏基因组、胆汁酸代谢谱以及多维度表型数据，以微生物基因组结构变异（SV）为切入点，系统探究了肠道微生物遗传组成与胆汁酸代谢的关联。有趣的是，肠道微生物遗传组成关联和相对丰度关联之间的重叠较少，表明SV作为一个新的数据维度，可以提供菌群组成无法反映的额外信息，值得深入挖掘。

微生物结构变异胆汁酸代谢研究论文 human gut microbiome bile acid metabolism

蜜蜂菌群

国内团队：东方蜜蜂和西方蜜蜂间肠道细菌存在遗传分歧和功能趋同

研究已发现菌株水平多样性可能导致不同宿主肠道微生物群落的功能基因谱相似或异同。目前，在自然微生物群落中，种内基因组变异对肠道菌群的功能贡献尚不清楚。东方蜜蜂和西方蜜蜂是两种关系密切的蜂种，肠道内被一组类似的由宿主特异性菌株组成的核心细菌定植，是研究种内多样性的良好模型。近日，浙江大学的郑火青、Ye Feng、胡福良及团队在Journal of Advanced Research发表最新研究，发现东方蜜蜂和西方蜜蜂核心菌种的菌株组成具有宿主特异性，两种蜂种间大多数核心菌种存在功能差异，但二者肠道菌群的总体功能谱趋同。总之，该研究为探究蜜蜂共生菌群的进化和功能作用提供了新见解。

蜜蜂菌群种内多样性研究论文基础研究昆虫（果蝇、蜜蜂等）

自闭症谱系障碍

王明帮等：肠道IgA+菌群毒力因子基因，助力自闭症早期诊断

前期研究发现，自闭症谱系障碍（ASD）患儿的肠道IgA水平显著升高，且肠道菌群发生改变。复旦大学附属儿科医院王明帮、周文浩和德宏州人民医院Zhaoqing Yin与团队，在Computational and Structural Biotechnology Journal上发表的一项最新研究，发现ASD患儿与正常儿童的毒力因子相关肠道菌群（VFGM）基因的组成及多样性有显著差异，结合VFGM基因多样性、肠道IgA水平及特定VFGM基因的丰度开发机器学习算法，可准确区分ASD患儿及正常儿童。

自闭症谱系障碍机器学习毒力因子 IgA 研究论文

细菌多样性

Cell子刊：生命树的新成员Saccharibacteria

生命树的新成员包括一群被称为CPR（candidate phyla radiation）的细菌，它们形成了生命树中的一个主要分枝。这群细菌包含近一半的生物多样性，广泛存在于哺乳动物宿主的各个身体部位以及各种环境中。但由于其细胞体积小（200–300nm）、基因组小、不可体外培养、只具有单拷贝的16S rDNA等原因，以往的大规模测序研究很难检测到它们，使得对它们多样性的认识严重不足。发表在Cell Reports上的一项研究对来源于不同样品的测序数据进行重新组装，并有目的地分析CPR细菌基因组特征，对CPR细菌中的Saccharibacteria菌门的基因组多样性进行了全面的分析。进化分析将Saccharibacteria菌门分为G1-G6六个单系群，其中G3、G5和G6在人类中高度流行，表明它们在人类健康和疾病发病机制中的潜在作用。

细菌多样性 ultra-small bacteria TM7 Saccharibacteria candidate phyla radiation

低聚半乳糖

张家超等：益生元促进益生菌有益作用的机制

稳定的肠道菌群在维持宿主健康方面起着关键作用，而肠道菌群失调被认为是各种代谢疾病的危险因素。摄入的益生菌和原生肠道菌群之间不可避免的竞争会导致不稳定性的增加。在摄入益生菌时，外源性益生元是否以及如何改善肠道菌群的整体稳定性，目前仍不清楚。海南大学张家超团队与中科院青岛能源所孙政、内蒙古农业大学孙志宏等人合作的研究近期发表在《Gut Microbes》，该研究使用植物乳杆菌HNU082（Lp082）作为模型益生菌，评估了低聚半乳糖（GOS）对摄入益生菌后小鼠肠道菌群稳定性的影响，表明持续补充益生元对肠道菌群生态和遗传稳定性具有有益效果。

低聚半乳糖 probiotics Prebiotics Intestinal microbiome Lactobacillus plantarum HNU082

VIBRANT

VIBRANT：宏基因组中自动恢复、注释、管理和评估病毒组群落功能的新方法

本文介绍了VIBRANT，这是第一种利用混合机器学习和蛋白质相似性的方法，该方法不依赖于序列特征来自动恢复和注释病毒，确定基因组质量和完整性以及从宏基因组学装配中表征病毒群落功能。VIBRANT使用蛋白质特征的神经网络和最新开发的v得分指标，该指标可以规避传统界限，以最大限度地识别裂解性病毒基因组和整合前病毒，包括高度多样化的病毒。VIBRANT突出显示了病毒辅助代谢基因和代谢途径，从而成为评估病毒群落功能的用户友好平台。

VIBRANT 基因组序列神经网络 v-score 微生物群落代谢

扩增子

刘永鑫等：微生物组数据分析从入门到精通（综述）

Protein & Cell今年再与热心肠研究院合作，邀请7位智库专家合作撰写了微生物组专刊第二期。本篇来自中科院遗传发育所工程师、宏基因组公众号创始人、热心肠智库专家刘永鑫博士主笔，系统的总结了微生物组数据分析的基本思想、基本步骤，提出了可重复分析的基本要求和实现方法，同时提供了目前较新的扩增子、宏基因组分析流程供参考，是目前不可多得的微生物组数据分析学习资源，无论是入门，还是本领域多年的老司机，都会有不同的收获和体验。

扩增子宏基因组微生物组生物信息分析流程

长寿

极长寿老人的肠道菌群有啥特点？

长寿 Microbiome metagenome extreme longevity xenobiotics

益生菌

张和平团队：益生菌或可改善航海期间水手的肠道健康

漫长的航海过程中，水手的心理及生理均面临较大压力，可能对健康产生影响。来自内蒙古农业大学的张和平团队在Gut Microbes上发表的一项最新研究，发现在30天的航海中，益生菌可缓解水手的压力及焦虑，并抑制肠道菌群组成及功能的改变。该研究结果提示，在长时间的海上航行过程中，益生菌或可用于改善水手的肠道健康。

益生菌 probiotics sea voyage intestinal microbiota homeostasis metagenome

鸡肠道菌群

鸡肠道微生物再添新成员

鸡是大部分人非常重要的蛋白质来源，鸡盲肠微生物群通过短链脂肪酸的产生、氮的再循环和氨基酸的产生在鸡的营养中起着关键作用。通过控制鸡的盲肠微生物群可能提高鸡的生产能力，因此我们需要对鸡肉中存在的细菌类型及其营养功能有一个很好的了解。《Genome Biology》上发表的一项研究对鸡盲肠菌群进行宏基因组测序，组装了许多新的基因组，并明确了品系、饮食方式和性别对鸡肠道菌群丰度及体重的影响。该研究丰富了鸡盲肠微生物群的组成，为鸡肠道菌群的功能研究奠定了基础。

鸡肠道菌群 microbiota chicken metagenome microbial ecology

抗生素耐药菌

人类引起环境中的抗生素耐药基因爆发，原因何在？

人类活动可影响环境中的细菌耐药组，但这是否是源于人体耐药菌的直接增殖，尚不清楚。Microbiome发表的这项研究表明，人粪便中的耐药菌携带的抗生素耐药基因，能转移至环境中的近亲细菌中，从而可能造成了环境耐药组的爆发。

抗生素耐药菌 antibiotic resistance Antibiotic resistance gene Resistome mobile genetic element

IBD

溃疡性结肠炎患者的肠道屎肠球菌菌株促进结肠炎

Genome Biology上发表的一项最新研究，对比分析了IBD患者与健康人的粪便菌群，发现屎肠球菌是差异最大的菌种。相比于分离自健康人粪便中的屎肠球菌菌株，分离自UC患者粪便中的屎肠球菌菌株可促进IL-10敲除小鼠的结肠炎病理评分及炎症因子表达。

IBD Crohn’s disease INFLAMMATORY BOWEL DISEASE metagenome microbiota

堆肥

植物乳杆菌可提高堆肥效率，改善堆肥质量

堆肥过程一般依赖于微生物对粪便、污泥等有机物的分解转化，形成可供植物利用的腐殖质。中国北方地区秋冬季温度较低，导致堆肥缓慢，添加外源微生物或可解决这一问题。Bioresource Technology最近发表来自内蒙古农业大学的研究表明，在羊粪堆肥中添加植物乳杆菌能加速堆肥过程，改善堆肥的质量，尤其是发芽指数、磷元素总含量、气味等，同时也能改变微生物的群落结构。另外，功能宏基因组分析表明，添加植物乳杆菌后，功能基因发生改变，这或可解释堆肥过程改善的机制。本研究结果提示，植物乳杆菌或可用作堆肥促进剂。

堆肥 Compost quality Composting efficiency lactobacillus plantarum metagenome

黑色素瘤

黑色素瘤患者：肠道菌群vs免疫治疗效果

越来越多的证据表明，黑色素瘤免疫治疗的效果受到肠道菌群的调节。非常少的研究关注这一现象在人体中的体现，也没有一项研究将宏转录组学纳入其中，但这对确定微生物群落中宏基因组功能的表达非常重要。最新发表在Genome Medicine杂志的文章研究了接受免疫治疗的黑色素瘤患者肠道菌群的特点。该研究纳入27名黑色素瘤患者，使用16S rRNA基因和猎枪宏基因组测序的方法对其治疗前粪便中的肠道菌群进行鉴定。并使用500×10倍交叉验证的弹性-净负扣分Cox回归分析了类群和宏基因组通路与无进展生存（PFS）的关系。该研究首次确定了与PFS相关的转录表达宏基因组通路，进一步证明肠道菌群影响免疫治疗效果。

黑色素瘤 Melanoma immunotherapy Microbiome metagenome

抗生素耐药性

抗生素治疗增加结肠袋炎患者肠道菌群的抗生素耐药性

结肠袋炎患者通常接受抗生素治疗，部分患者可能出现复发、抗生素依赖或需要更长或更多疗程的抗生素治疗。来自Gastroenterology上发表的一项最新前瞻性队列研究结果，发现多数结肠袋炎患者可对4周的抗生素治疗产生应答，但大多数会在短期内复发，而这可能是抗生素治疗导致的耐药细菌富集引起的。因此，短期交替使用抗生素、基于菌群及营养的干预手段等应被考虑用于治疗结肠袋炎。

抗生素耐药性 IBD UC Resistome metagenome

饮食-菌群互作

江南大学：不同糖脂比的高能量饮食，导致功能相似的促肥胖菌群

来自江南大学的陈永泉团队在mSystems上发表的一项最新研究，发现给小鼠喂食具有不同的脂肪/糖比值的高能量饮食，均可引起小鼠的前驱糖尿病症状；虽然不同的糖脂比导致小鼠有着不同的菌群组成，但小鼠表现出了类似的菌群基因谱、代谢功能及代谢产物。

饮食-菌群互作 high-energy diet prediabetes Gut microbiota metagenome

系统综述

中科院遗传发育所发表微生物组数据分析思想、步骤、软件和数据库的选择指南

高通量测序技术的发展衍生出一系列微生物组(microbiome)研究技术，如扩增子、宏基因组、宏转录组等，快速推动了微生物组领域的发展。微生物组数据分析涉及的基础知识、软件和数据库较多，对于同领域研究者开展学习和选择合适的分析方法具有一定困难。本文系统概述了微生物组数据分析的基本思想和基础知识,详细总结比较了扩增子和宏基因组分析中的常用软件和数据库，并对高通量数据下游分析中常用的几种方法，包括统计和可视化、网络分析、进化分析、机器学习和关联分析等，从可用性、软件选择以及应用等几个方面进行了概述。本文拟通过对当前微生物组主流分析方法的整理和总结，为同领域研究者更方便、灵活的开展数据分析，快速选择研究分析工具，高效挖掘数据背后的生物学意义提供参考，进一步推动微生物组研究在生物学领域的发展。全文可杂志官网免费获取，下载链接 http://www.chinagene.cn/CN/10.16288/j.yczz.19-222 。

系统综述微生物组宏基因组扩增子分析分析方法

儿童过敏性疾病

过敏儿童的早期肠道菌群缺乏丁酸发酵功能

过敏性疾病是儿童最常见的慢性健康问题，与早期肠道菌群失调有关，有研究显示，菌群产生的丁酸可促进免疫耐受。《Journal of Allergy and Clinical Immunology》近期发表的一项巢式病例对照研究，用宏基因组学方法分析了过敏儿童在生命早期的肠道菌群代谢潜能，表明在发展出过敏之前，这些儿童的菌群就有丁酸发酵能力不足的问题，提示产丁酸功能或可作为鉴定易过敏儿童的早期菌群标志物，此外早期菌群代谢物干预（比如补充丁酸）或许是减少儿童过敏的防治策略。

儿童过敏性疾病 Atopy Butyrate metagenome Microbiome

方法学

Cell子刊：去除人体及细胞外DNA感染的新方法

《Cell Reports》上报道的一种在宏基因组分析中去除人体DNA及细胞外DNA的新方法，通过低渗作用溶解真核细胞，并利用核酸内切酶降解细胞外的DNA，可有效去除唾液样本中的人体细胞DNA及来自细菌或细胞的细胞外DNA，提升宏基因组分析的准确性。

方法学 clinical samples cystic fibrosis extracellular DNA human DNA

抗生素耐药性

饲喂抗生素有助于耐药性在水产中富集和散布

《Microbiome》近期发表研究，发现饲喂抗生素类药物增加了帕库鱼肠道菌群的抗生素耐药基因、基因移动原件以及其他多种功能基因丰度，菌群的耐药性和基因转移能力大大增加。该结果显示抗生素的使用会导致抗生素耐药性在水产养殖系统中富集和散布，对于管控耐药性具有参考价值。

抗生素耐药性 Antibiotic resistance genes Florfenicol gut microbiome metagenome

土壤微生物组

山东农业大学：马铃薯疮痂病与土壤微生物组关系新进展

山东农业大学生命科学学院高峥教授和周波教授团队联合在微生物学顶级期刊Microbiome上发表研究论文，揭示马铃薯疮痂病与土壤微生物组的结构和功能之间的关系。高峥教授在读硕士生史文聪是该论文的第一作者。研究首次系统研究了土壤微生物组成和功能与疮痂病的关系，从新的角度探索了疮痂病发生，对揭示疮痂病的发生机制和防治疮痂病具有重要意义。

土壤微生物组 Common scab Geocaulosphere soil metagenome Microbial community composition and function

酒精性肝病

靶向肠道菌群治疗酒精性肝病（综述）

Journal of Hepatology上发表的一篇综述文章，详细介绍了在酒精性肝病中，肠道菌群所起的重要作用，并讨论了以肠道菌群为靶点治疗酒精性肝病的潜在可能。

酒精性肝病 bacterial translocation Dysbiosis Fungi Innate immune system

自闭症谱系障碍

复旦附属儿科医院：自闭症儿童的肠道菌群及谷氨酸代谢变化

来自复旦大学附属儿科医院团队在《mSystems》上发表一项研究，对比自闭症谱系障碍（ASD）儿童与健康儿童，发现ASD患儿的肠道菌群组成发生变化，并伴随着谷氨酸代谢的改变，谷氨酸代谢产物或可作为ASD的潜在生物标志物，而肠道菌群也可能在ASD的发病机制中起到重要作用。

自闭症谱系障碍 autism Glutamate Gut microbiota liquid chromatography-mass spectrometry

病毒组

病毒组分析，选对软件很关键

迄今为止最完整的病毒组组装软件评测，包含了16个宏基因组组装软件（方法），结果表明SPAdes一致性表现最好。

病毒组 Assembly Bacteriophage Benchmark Comparison

环境菌群

国际空间站中的环境菌群及耐药基因

《Microbiome》上发表的一项研究，对国际空间站中的环境菌群进行了宏基因组分析，可检测到多种致病菌、耐药基因及毒力因子。该结果有助于阐释环境菌群的形成的发展，有助于优化空间站等密闭空间环境的方法。

环境菌群 built environment functional metagenomics International Space Station metagenome

宏基因组学

最完整的宏基因组分箱流程：MetaWRAP

您还在为宏基因组分析流程繁琐，所用软件甚多，安装使用异常复杂而烦恼吗？请看这款最新发布的宏基因组分析全能工具，可帮助您一站式完成质控、分箱、注释、结果可视化等全部分析作业。基于Conda，部署方便，使用简单，需要的话赶快试一下吧。好用的话别忘了在下面留言哦！

宏基因组学生物信息学工具 metagenomics WGS metagenome

病毒组

优化噬菌体组分析流程，解析噬菌体母婴传播

Microbiome近期发表研究，以分析母婴样本为例，对噬菌体组的分析流程进行优化，还开发了分析测序数据的新工具，值得专业人士关注。

病毒组 Gastro intestinal tract Gut microbiota metagenome metagenomics

抗生素耐药性基因

华农大+港大：抗生素如何影响肉鸡的粪便菌群

抗生素使用在肉鸡养殖中非常普遍，可导致耐药菌增加。华南农业大学曾振灵教授和香港大学张彤教授，两个团队合作的相关研究近期发表于Microbiome[IF：8.496]。该研究分析了抗生素使用所致的肉鸡粪便菌群和其中耐药基因的变化，相关发现或许可供养鸡场专业人员参考，以优化对抗生素耐药菌感染的治疗方案。

抗生素耐药性基因抗生素肉鸡 Antibiotic resistance genes Bacterial community