微生物组与宿主关联

植物和动物体内存在复杂的微生物群落，即它们的微生物组。这些宿主-微生物关联的范围从互惠互利的共生关系到以微妙方式影响宿主生物学的关系。

Definition

微生物组是与特定宿主或栖息地相关的微生物群落，而宿主关联是指微生物与其植物或动物宿主之间的共生关系，范围从互惠共生到偏利共生。

Scope

本主题涵盖了微生物组作为与宿主或环境相关的微生物群落的概念；宿主相关群落的多样性和功能；经典的共生关系，如固氮根瘤和反刍动物肠道群落；通过测序表征微生物组的方法；以及微生物伙伴如何影响宿主营养、发育和防御的一般原则。

Core questions

• 什么是微生物组，以及如何对其进行表征？
• 微生物群落如何与植物和动物宿主关联？
• 宿主相关微生物提供哪些功能？
• 测序方法如何揭示微生物组的组成？

Key concepts

• 微生物组概念
• 互惠共生、偏利共生和共生
• 固氮和肠道共生
• 基于序列的群落分析
• 微生物对宿主功能的贡献

Key theories

非培养微生物组分析

直接从宿主或环境样本中对标记基因和整个群落进行测序，揭示了微生物组的组成，而无需培养，从而改变了宿主-微生物关联的研究。

Mechanisms

宿主相关微生物定殖于特定的组织和表面，在那里它们与宿主以及彼此之间相互作用。在许多共生关系中，微生物提供宿主无法执行的功能，例如为豆科植物固氮或在食草动物肠道中消化植物材料，而宿主则提供营养和栖息地。微生物组的特征是通过提取群落DNA并测序标记基因或整个基因组来揭示其组成和功能潜力。

Clinical relevance

宿主相关微生物群落有助于植物和动物的营养、发育以及对有害微生物定殖的抵抗力，对微生物组的研究为农业、环境科学以及微生物群落与宿主生物学关系的研究提供了信息。

History

Beijerinck等人对豆科植物根瘤固氮等共生关系的经典研究，确立了微生物与宿主形成重要伙伴关系。后来，在Pace等人的方法基础上发展起来的非培养测序技术，开启了对复杂微生物组的系统研究。

Key figures

• Norman Pace
• Martinus Beijerinck

Seminal works

• pace1997
• madigan2018

Frequently asked questions

微生物组和微生物群落有什么区别？

微生物群落是共享环境中相互作用的微生物的任何集合。微生物组通常指与特定宿主或栖息地相关的群落，通常连同其集体基因和功能一起考虑。