群落间的相互作用可塑造群落功能是微生物生态的一个特点。微生物在感染人类，尤其是人类的慢性创面时，微生物群落间相互作用可能导致人类患更严重的疾病。金黄色葡萄球菌是人类慢性创面感染中最常见的微生物，与在同一伤口中出现的铜绿假单胞菌具有合作和竞争关系，但目前这种关系仅在体外研究中被证实。该研究在小鼠慢性溃疡创面中描述了金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的相互影响，两者在创面中以较高的细菌密度共存，并在高分辨率成像下呈斑块状分布，占伤口体积的5%~25%。进一步地，研究者们在毫米和微米2个尺度上观察了创面中细菌群落形成的空间结构，结果显示该结构很大程度上是由铜绿假单胞菌产生的抗菌剂2?庚基?4?羟基喹啉N?氧化物介导的，而铜绿假单胞菌产生的另一种抗菌剂绿脓素则对该结构的形成没有影响。另外，这种细菌群落的精确空间结构可以增强金黄色葡萄球菌对氨基糖苷类抗生素的耐受性，但不会增强其对万古霉素的耐受性。该研究结果为金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌共感染创面的生物地理学提供了机制上的解释，并暗示细菌群落的精确空间结构可能是创面感染中抗菌药物耐受性的关键决定因素。

目的:探讨牙龈卟啉单胞菌诱发食管炎症微环境在小鼠食管鳞状细胞癌发生过程中的作用。方法:采用数字表法随机将180只C57BL/6小鼠分为对照组、牙龈卟啉单胞菌组、4-硝基喹啉-1-氧化物（4NQO）组、4NQO+牙龈卟啉单胞菌组、4NQO+牙龈卟啉单胞菌+塞来昔布组和4NQO+牙龈卟啉单胞菌+抗生素（甲硝唑、新霉素、氨苄青霉素和万古霉素，ABC）组，每组30只。给予ABC饮水2周，之后8周，对照组和牙龈卟啉单胞菌组小鼠饮用纯水，其余4组给予含30 μg/ml 4NQO的饮水。第11～12周，牙龈卟啉单胞菌组、4NQO+牙龈卟啉单胞菌组、4NQO+牙龈卟啉单胞菌+塞来昔布组和4NQO+牙龈卟啉单胞菌+ABC组小鼠行上颌第2磨牙结扎；第11～34周，每周3次口腔感染牙龈卟啉单胞菌。第13～34周，4NQO+牙龈卟啉单胞菌+塞来昔布组和4NQO+牙龈卟啉单胞菌+ABC组小鼠分别接受塞来昔布和ABC处理。34周后处死小鼠，观察小鼠食管黏膜大体和形态学变化，采用实时荧光定量聚合酶链反应（RT-qPCR）和免疫组化检测小鼠食管组织中炎症和肿瘤相关分子表达。结果:34周时，4NQO单独处理未能显著增加小鼠食管黏膜乳头状增生病灶数、病变面积和食管壁厚度，单纯性增生病灶数（中位数为1.00个， P＜0.05）和轻、中度不典型增生病灶数（中位数为2.00个， P＜0.01）显著增加，小鼠食管组织中白细胞介素6（IL-6）、IL-1β、肿瘤坏死因子α（TNF-α）、c-myc mRNA的表达量［分别为8.35（3.45，8.99）、6.90（2.01，9.72）、12.04（3.31，14.08）、2.21（1.80，3.04），均 P＜0.05］和磷酸化信号转导和转录激活因子3（pSTAT3）、Ki-67、磷酸化组蛋白2A变异体（pH2AX）蛋白的表达明显高于对照组。4NQO+牙龈卟啉单胞菌组小鼠食管黏膜病变显著，乳头状增生病灶数（中位数为2.00个）、病变面积（中位数为2.51 mm 2）和食管壁厚度（中位数为172.52 μm）最大，且均与对照组差异有统计学意义（均 P＜0.01），单纯性增生病灶数（中位数为1.00个， P＜0.05）和轻、中度不典型增生病灶数（中位数为1.00个， P＜0.01）显著增加，小鼠食管组织中IL-6、IL-1β、TNF-α、γ-干扰素（IFN-γ）、c-myc、cyclin D1 mRNA的表达量［分别为12.27（5.35，22.08）、13.89（10.04，15.96）、19.56（6.07，20.36）、11.37（8.23，20.07）、2.62（1.51，4.25）和4.52（2.68，7.83）， P＜0.05或 P＜0.01］和pSTAT3、环氧合酶2（COX-2）、Ki-67、pH2AX蛋白的表达均高于对照组。塞来昔布干预明显减少了4NQO联合牙龈卟啉单胞菌引起的黏膜病变面积（4NQO+牙龈卟啉单胞菌+塞来昔布组中位数为1.84 mm 2， P＜0.05）和浸润癌病灶数（4NQO+牙龈卟啉单胞菌+塞来昔布组中位数为0.00个， P＜0.01），降低了pSTAT3和pH2AX的表达。ABC干预明显减少了4NQO联合牙龈卟啉单胞菌所诱导的乳头状增生病灶数（4NQO+牙龈卟啉单胞菌+ABC组中位数为1.00个， P＜0.05）和浸润癌病灶数（4NQO+牙龈卟啉单胞菌+ABC组中位数为0.00个， P＜0.01），降低了pSTAT3的表达，但对pH2AX的表达无明显影响。 结论:在4NQO诱导的基因组损伤基础上，牙龈卟啉单胞菌能通过诱发炎症微环境促进食管鳞状细胞癌的发生，使用COX-2抑制剂或ABC可以通过阻断IL-6/STAT3信号通路，减轻食管组织的炎症反应，抑制食管鳞状细胞癌的发生。

秸秆还田对稻田土壤NH3挥发可产生影响,但相关排放变化规律和调控机制有待系统研究.以南粳46水稻品种为材料,太湖地区典型单季稻田原状土为研究对象,利用连续气流封闭法监测三种秸秆(水稻秸秆:RS;小麦秸秆:WS;玉米秸秆:MS)两种添加量(W秸秆:W土=0.5％、0.8％)下水稻各生长期NH3挥发通量、土壤理化因子及水稻产量;进而结合分子生物学技术,将环境因子与氮循环相关的功能微生物丰度进行耦合,揭示NH3挥发对不同种类秸秆和不同添加量的响应机制并解析关键因子,从而筛选出稻田生态系统氨减排效果最佳的秸秆还田种类及施用量.试验结果表明,秸秆种类及秸秆种类与其施用量交互作用对稻田土壤NH3挥发均产生显著影响,总体来看,与CK相比,施加秸秆处理NH3挥发变化幅度为-33.2％-27.3％.不同秸秆种类对稻田土壤NH3挥发影响不同,低添加量下,与CK相比,RS与WS施用对NH3挥发量均无显著影响,而MS施用显著增加NH3挥发量21.1％;高添加量下,RS施用显著降低NH3挥发量33.2％.不同秸秆施加量对稻田土壤NH3挥发影响亦不同,RS和MS处理下稻田NH3挥发量随施用量的增加分别降低31.2％和32.8％,而WS处理则呈现相反规律;不同秸秆种类及不同施加量交互作用下RS-0.8处理显著降低稻田土壤NH3挥发33.2％.田面水pH、总氮(TN)浓度、土壤微生物量碳含量(MBC)、土壤氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)群落丰度是导致不同秸秆种类和用量下稻田土壤NH3挥发产生差异的主要影响因素;RS-0.8处理相较于其他处理显著增加土壤AOA、AOB群落丰度并显著降低田面水TN含量,综合效应下显著减少稻田NH3挥发量33.2％,并显著增加水稻产量22.9％.因此,综合稻田NH3挥发总量和水稻产量,秸秆施用水稻种植体系中水稻(RS)秸秆以0.8％施用量模式下减排增产效果最佳.

藻类结皮形成和发育,能够提高土壤稳定性并增加土壤有机质含量,为微生物生长、繁殖和草本植物拓殖创造条件.因此,藻类结皮潜在功能对后续生物结皮及生态系统演替具有重要意义.然而,古尔班通古特沙漠藻类结皮营养循环相关微生物及潜在功能机制尚不清楚.以古尔班通古特沙漠不同区域藻类结皮为研究对象,采用宏基因组测序技术,研究藻类结皮微生物群落及碳氮循环功能基因特征.研究结果表明蓝藻菌门、变形菌门、放线菌门是藻类结皮中主要微生物类群,在沙漠固碳和氮循环中起到重要作用.微生物α多样性结果显示仅物种丰富度指数在三个区域内存在显著差异.β多样性结果显示藻类结皮未因沙漠局部气候及理化因子差异产生微生物群落分化.而微生物群落功能基因对环境变化响应要比微生物群落更为敏感,沙漠东部和西部藻类结皮功能基因产生显著分化.三个区域微生物功能基因中还原型三羧酸循环是自养生物固碳主要途径,而卡尔文循环是光合生物固碳的主要途径,其中rpiA和rbcS基因更易受到降水影响.鞘脂单胞菌属、念珠藻属和伪枝藻属在参与固碳过程中表现出的差异,可能是导致固碳功能基因产生分化的原因之一.氮循环主要途径以硝酸盐还原为主,大部分氮素通过硝酸盐同化作用被土壤微生物转化为铵盐,少量氮素被反硝化为一氧化二氮和一氧化氮流失.沙漠藻类结皮固氮作用较弱,仅有念珠藻属和伪枝藻属参与,且存在nifH、nifD、nifK三个功能基因.这些固氮功能基因更易受到土壤中硝态氮含量的影响.硝化过程仅注释到氨单加氧酶或甲烷单加氧酶编码pmoABC-amoABC基因,而hao和nxrA、nxrB基因均未注释获得.

近年来,由于林地开发和商品林建设等原因,我国亚热带地区大量天然林和次生林经皆伐改造为林分结构简单、树种单一的人工林.氮(N)素是维持森林植被生长和系统初级生产力的重要因子,土壤微生物驱动了森林土壤N转化的关键过程.然而,目前亚热带森林转换对土壤N转化微生物群落的影响仍不清晰.以湖南芦头森林生态系统国家定位观测研究站内典型次生林(CS)及由其转换而成的油茶(YC)、黄桃(HT)、杨梅(YM)和杉木(SM)四种人工林为研究对象,采用实时荧光定量PCR和高通量测序等方法,研究了各林分土壤性质、固N菌和氨氧化微生物功能基因丰度、群落特征及相互关系,旨在探讨亚热带森林转换后土壤N转化关键过程(固N和氨氧化作用)的功能微生物群落变化及驱动因素.结果表明:森林转换显著改变了土壤碳(C)、N含量,降低了土壤nifH基因丰度、固N菌和氨氧化细菌的群落α多样性,但提高了氨氧化微生物amoA基因丰度和氨氧化古菌的群落α多样性;并且,森林转换通过改变各功能微生物优势菌群(如变形菌、蓝细菌、泉古菌和奇古菌等)的相对丰度,显著影响了土壤固N菌和氨氧化微生物的群落组成;冗余分析和结构方程模型表明,土壤有机碳、全氮、铵态氮含量和pH是驱动土壤固N菌和氨氧化微生物群落变化的关键因素.森林转换后,合理的施肥方式有利于人工林土壤固N菌和氨氧化微生物的群落恢复.研究结果为转换后单一人工林土壤养分恢复、生产力的提高和可持续经营提供了科学依据.

农田温室气体减排已成为农业绿色发展的重要内容,驱动温室气体氧化亚氮(N2O)产生的氨氧化微生物受到了研究者们的广泛关注.为探究轮作模式对土壤氨氧化微生物群落的影响,基于田间定位试验,研究了夏红小豆-冬小麦、夏绿豆-冬小麦、夏花生-冬小麦、夏大豆-冬小麦和夏玉米-冬小麦5种轮作模式中冬小麦根际和非根际土壤氨氧化古菌(AOA)和氨氧化细菌(AOB)的群落组成和多样性变化特征.结果表明:与夏玉米-冬小麦模式相比,豆禾轮作模式增加了根际土中有机碳和硝态氮含量,以及非根际土中全氮和铵态氮含量.豆禾轮作模式降低了非根际土壤中AOA群落的ACE指数和Chao1指数,并显著降低根际土中AOB群落的ACE指数和Chao1指数(P＜0.05).豆禾轮作显著增加AOA群落中泉古菌门(Crenarchaeota)和AOB群落中变形菌门(Proteobacteria)某些类群的相对丰度(P＜0.05).根际土中豆禾轮作模式与麦玉模式的AOA群落结构发生明显分离,而非根际土中豆禾轮作模式与麦玉模式的AOB群落发生分离(P＜0.05).研究结果表明:豆禾轮作种植改变了 AOA和AOB的群落结构和多样性,土壤pH值和速效氮含量是驱动AOA和AOB群落结构变化的重要因子,且根际与非根际土壤中氨氧化微生物存在生态位分离.

为探究亚热带森林土壤氨氧化微生物和反硝化微生物对氮、磷输入的响应,2015年开始在钱江源国家森林公园设置氮磷模拟添加试验,包括对照(CK)、氮(N)添加、磷(P)添加和氮磷(NP)添加4种处理,于2021年4月(湿季)和11月(干季)采集土样,采用定量PCR的方法分析亚热带森林土壤氨氧化微生物(氨氧化古菌AOA、氨氧化细菌AOB和全程氨氧化菌comammox)amoA基因和反硝化微生物功能基因(nirS、nirK和nosZ基因)的丰度变化特征.结果表明:长期N输入显著降低土壤pH,但显著提高了土壤铵态氮和硝态氮含量,而长期P输入显著提高了土壤有效磷和总磷含量.氮的输入(N和NP处理)显著提高了干湿季土壤AOB-amoA基因丰度,且在N处理中最高,达8.30× 107 copies·g-1.NP处理土壤AOA-amoA基因丰度显著高于CK,达1.17×109copies·g-1.comammox-amoA基因丰度在不同季节间差异显著,其他基因丰度在不同季节间差异均不显著.双因素方差分析表明,N输入显著影响AOB-amoA、nirK和nosZ基因丰度,且湿季更为显著;而P输入显著影响干湿季土壤AOA-amoA和AOB-amoA基因丰度,但对反硝化功能基因丰度影响不显著.冗余分析表明,土壤pH、铵态氮、硝态氮、有效磷和土壤含水量是影响土壤氮循环功能基因丰度的主要因子.土壤氨氧化微生物和反硝化微生物的基因丰度对氮的输入比对磷的输入响应更灵敏.研究结果可为评估亚热带森林土壤养分生物有效性及其对全球变化的响应机制提供科学依据.

对不同林龄杉木人工林(5、8、21、27 和40 年生)土壤硝化与反硝化过程及功能微生物丰度进行研究.结果表明:土壤净硝化速率随林龄的增加波动变化,8、27 年生杉木人工林土壤净硝化速率显著低于 5、21 和40 年生.27 年生杉木人工林土壤氨氧化古菌(AOA)amoA基因丰度显著低于40 年生,其他林龄AOA amoA基因丰度之间无显著差异.不同林龄杉木人工林的氨氧化细菌(AOB)amoA基因丰度、反硝化功能基因丰度以及反硝化潜势均无显著差异.逐步回归分析表明,土壤氨氧化微生物AOA amoA基因丰度受土壤理化性质的影响不显著,土壤总碳和土壤pH是影响AOB丰度的重要因子.反硝化功能基因narG、nirK及nosZ随土壤pH的增加而增加,编码亚硝酸盐还原酶(NIR)的功能基因(nirK、nirS)受土壤总碳的影响.林龄可通过影响AOA amoA基因丰度影响土壤净硝化速率.林龄直接作用于反硝化潜势,或间接影响土壤微生物生物量碳、土壤pH及反硝化功能基因丰度(narG和nirK),进而影响反硝化潜势.相较于反硝化过程,土壤硝化作用及AOA amoA基因丰度对杉木林分发育更加敏感,可适当延长轮伐期以降低土壤硝化作用造成的氮流失风险.

为揭示亚热带人工林常见造林树种对森林土壤微生物群落的影响,本研究选取马尾松、米老排、枫香、冬青、火力楠、麻栎和光皮桦7 个树种为研究对象,采用 16S rRNA高通量测序和实时荧光定量PCR技术,探究不同树种土壤细菌的多样性、群落构成以及微生物功能群基因丰度.结果表明:变形菌门、酸杆菌门和放线菌门是亚热带造林树种的优势细菌门,不同树种细菌多样性和丰富度指数无显著差异.冗余分析表明,土壤容重、土壤C/N、凋落物氮和凋落物C/N是影响土壤细菌组成的主要环境因子.不同造林树种土壤中氨氧化古菌、氨氧化细菌和完全氨氧化菌amoA基因丰度均具有显著差异.完全氨氧化菌在数量上占据优势地位,但只有氨氧化古菌amoA基因丰度与土壤硝态氮呈显著正相关关系,表明氨氧化古菌在亚热带酸性森林土壤自养硝化作用中可能发挥主要作用.相关分析表明,凋落物氮是不同树种影响氨氧化微生物丰度变化的关键驱动因子.本研究表明,土壤微生物功能群对树种的响应比细菌群落结构更加敏感,未来应从微生物功能群角度深入探究不同造林树种对森林生态系统功能的影响机制.

目的:观察重症急性胰腺炎(SAP)合并腹腔感染(IAI)患者病原菌分布,分析药物敏感性,同时探讨其院内死亡的危险因素.方法:本研究纳入2017年1月～2022年1月期间来解放军联勤保障部队第九二二医院接受治疗并确诊的SAP合并IAI患者100例,采集患者腹水标本,观察其病原菌分布,分析药物敏感性.入院后收集患者人口学特征、实验室检查等资料,探讨患者院内死亡的危险因素.结果:100例SAP合并IAI患者腹水标本中,分离出186株病原菌,其中革兰阴性菌有108株,占比58.06％.革兰阳性菌51株,占比27.42％.真菌27株,占比14.52％.鲍曼不动杆菌对不同抗菌药物的敏感性均较低,大肠埃希菌对厄他培南、亚胺培南、哌拉西林/他唑巴坦、庆大霉素、美罗培南的敏感性较高,肺炎克雷伯菌对亚胺培南、美罗培南的敏感性较高,葡萄球菌属对替加环素、万古霉素、利奈唑胺的敏感性较高,屎肠球菌对替加环素、利奈唑胺的敏感性较高,粪肠球菌对氨苄西林、万古霉素、环丙沙星、替加环素的敏感性较高.单因素分析显示,SAP合并IAI患者院内死亡与器官障碍数目、膀胱压、入院时急性生理学与慢性健康状况评分(APACHE Ⅱ)评分、白细胞计数(WBC)、血钙、红细胞压积(HCT)、总胆固醇(TC)、甘油三醋(TG)、降钙素原(PCT)、C反应蛋白(CRP)、动脉二氧化碳分压(PaCO2)、动脉氧分压(PaO2)有关(P＜0.05).多因素Logistic回归分析结果显示:器官障碍数目偏多、血钙偏低、CRP偏高、APACHE Ⅱ评分偏高、膀胱压偏高、PaO2偏低、WBC偏高是导致SAP合并IAI患者院内死亡的危险因素(P＜0.05).结论:SAP合并IAI患者病原菌分布以革兰阴性菌为主,主要的革兰阴性菌、革兰阳性菌耐药率高.此外,器官障碍数目偏多、血钙偏低、CRP偏高、APACHE Ⅱ评分偏高、膀胱压偏高、PaO2偏低、WBC偏高是影响SAP合并IAI患者院内死亡的危险因素.