微生物是人体、土壤、水体等生物环境中最重要的生命体，对环境微生物的分析已经成为了一项基础的研究手段。微生物组测序之一的单菌框架图作为近年来快速发展的技术，已经在农牧业、人类健康以及环境治理等领域得到了广泛应用。接下来就以诺禾致源最新发表的项目文章为大家介绍单菌框架图产品的应用方向。

01农业方向

Auxin-producing bacteria promote barley rhizosheath formation

细菌产生的生长素促进大麦根鞘形成

发表时间：2023年9月19日

发表期刊：Nature Communications

影响因子：16.6

诺禾致源提供细菌框架图测序分析服务

根鞘可以帮助植物在土壤干燥条件下忍受干旱，而根鞘的形成是根系分泌物、微生物和土壤条件之间相互作用的结果。该文章研究了土壤微生物群在大麦根鞘形成中的作用。研究表明大麦根鞘在酸性土壤中的形成量大于碱性土壤，接种酸性土壤微生物群可增强碱性土壤中根鞘的形成量。并且进一步验证出酸性土壤中的黄杆菌科和包孢杆菌科与根鞘的生长活性存在关联性，这些细菌的表达可以促进IAA生物合成。本实验从根鞘中分离出来的两株细菌（枯草金孢菌和多粘芽孢杆菌）可以产生IAA并增强大麦根鞘的形成。在田间试验中，与生产IAA菌株共接种的大麦可通过增加穗数来提高大麦籽粒产量。因此本研究的发现有助于理解大麦根鞘的形成，并为作物改良提出潜在的策略。

02人类健康方向

Evolution of lasR mutants in polymorphic Pseudomonas aeruginosa populations facilitates chronic infection of the lung

多态性铜绿假单胞菌种群中lasR突变体的进化促进了肺部的慢性感染

发表时间：2023年9月25日

发表期刊：Nature Communications

影响因子：16.6

诺禾致源提供细菌框架图测序分析服务

细菌性铜绿假单胞菌的慢性感染往往导致携带不同突变的异质群体共同生存，特别是在从肺部慢性感染和囊性纤维化患者中分离出来的细菌中经常发现影响群体感应调节因子LasR的功能缺失突变体。本研究利用纵向收集慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者的分离株，研究了多态性铜绿假单胞菌种群的进化动力学动态。研究发现，在COPD气道中，产生不同可共享细胞外产物的分离株会被依次选择，而激光突变体由于其群体感应缺陷最先被选择，包括激光突变体在内的多态群体在感染动物模型中也显示出生存优势，并调节免疫反应。该研究揭示了铜绿假单胞菌种群在适应宿主肺过程中的多阶段进化过程。

03环境治理方向

Plastoquinone synthesis inhibition by tetrabromo biphenyldiol as a widespread algicidal mechanism of marine bacteria

四溴联苯二醇抑制质体醌合成作为海洋细菌广泛杀藻机制

发表时间：2023年9月8日

发表期刊：ISME Journal

影响因子：11

诺禾致源提供细菌框架图测序分析服务

藻类和细菌在海洋中有紧密的相互关系，除了互惠共生外，细菌也进化出了各种基于分子的抗藻类策略，然而这些分子合成与作用机制研究甚少，导致这些策略具体的作用机理仍然不明朗。本文中确定了一种新的策略，伽马变形菌门产生3,3‘，5,5’-四溴-2,2‘-双苯二醇（4-BP），抑制质体醌合成进而影响藻类的其他关键代谢，从而杀死或抑制多种浮游植物。通过对4-BP产生菌及藻活性突变体的基因组分析，结合基因功能验证，鉴定出了负责4-BP合成的基因簇，其中包含编码脉络酸裂解酶、黄素依赖卤化酶和细胞色素P450的基因。结果表明，在近原位模拟的藻类开花海水中，即使是低浓度的4-BP也会导致浮游植物群落结构的变化，导致鞭毛藻和硅藻数量下降。进一步分析证实4-BP的合成基因普遍存在于不同的细菌成员，这表明它可能作为在海洋中调解细菌-藻类拮抗关系的一个细菌工具。

参考文献

[1] Xu F, Liao H, Yang J, Zhang Y, et al. Auxin-producing bacteria promote barley rhizosheath formation. Nat Commun. 2023 Sep 19;14(1):5800.[2] Zhao K, Yang X, Zeng Q, et al. Evolution of lasR mutants in polymorphic Pseudomonas aeruginosa populations facilitates chronic infection of the lung. Nat Commun. 2023 Sep 25;14(1):5976.[3] Zhang Z, Li D, Xie R, et al. Plastoquinone synthesis inhibition by tetrabromo biphenyldiol as a widespread algicidal mechanism of marine bacteria. ISME J. 2023 Nov;17(11):1979-1992.