近日，中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所朱永官團(tuán)隊(duì)以土壤-植物（蔬菜）系統(tǒng)中的原生生物為研究對(duì)象，采用高通量測(cè)序、全基因組測(cè)序、流式細(xì)胞分選、高通量熒光定量技術(shù)，旨在探索原生生物群落的動(dòng)態(tài)特征、功能角色及其與病原菌的相關(guān)關(guān)系，相關(guān)結(jié)果以Phagotrophic protists preserve antibiotic-resistant opportunistic human pathogens in the vegetable phyllosphere和Movement of protistan trophic groups in soil–plant continuums為題，分別發(fā)表在ISME Communications和Environmental Microbiology上。林晨爍博士生為第一作者，朱永官院士為通訊作者。該研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。?

　　“同一健康”概念指出人類的健康與土壤、植物等自然生態(tài)系統(tǒng)的健康密不可分。原生生物作為土壤-植物系統(tǒng)微生物組中不可或缺的組成部分，影響著生態(tài)系統(tǒng)的功能與健康。系統(tǒng)了解各類群原生生物的特征與功能，是探究原生生物對(duì)環(huán)境與人類健康影響的必要前提。蔬菜葉際作為微生物從土壤-植物系統(tǒng)傳播到人類中的重要載體，貯存著威脅人類健康的病原菌與耐藥菌——它們的定殖受到原生生物捕食壓力的影響。然而目前關(guān)于原生生物與人類病原菌相關(guān)關(guān)系的研究有限，并缺乏原位考察蔬菜葉際原生生物及其內(nèi)生病原菌互作關(guān)聯(lián)的視角。因此我們首先對(duì)不同施肥處理下，種植了不同蔬菜的土壤-植物系統(tǒng)內(nèi)葉際、根際、非根際土壤中各類群原生生物在蔬菜生長(zhǎng)過程中的動(dòng)態(tài)組成、驅(qū)動(dòng)因素、組裝機(jī)制及微生物共發(fā)生模式進(jìn)行了考察。隨后以超市中的生食蔬菜為研究對(duì)象，挖掘了原生生物內(nèi)生病原菌基因組的抗生素抗性與毒力特征，并解析了葉際原生生物與人類病原菌的潛在關(guān)聯(lián)。

　　盆栽實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，土壤原生生物的多樣性是葉際原生生物多樣性的7倍。吞噬型原生生物是土壤中多樣性最高的原生生物類群，根際土壤的代表原生生物，也是微生物互作網(wǎng)絡(luò)中主要的跨界連接者，在植物生長(zhǎng)早期可能主要受到植物根際確定性招募的影響。光養(yǎng)型原生生物具有最廣的生態(tài)位寬度，是葉際原生生物的主導(dǎo)類型，也是土壤微生物互作網(wǎng)絡(luò)中主要的原生生物模塊樞紐和內(nèi)部連接核心。寄生型原生生物則作為邊緣者較少參與微生物間的互作。有機(jī)施肥是驅(qū)動(dòng)原生生物群落變化的首要因素，其降低了原生生物的多樣性抑制了原生生物內(nèi)部的相互作用，卻增加了根際土的潛在健康風(fēng)險(xiǎn)。以上結(jié)果較為系統(tǒng)地闡明了土壤-植物系統(tǒng)中各類原生生物的特征，為深入挖掘原生生物功能，維護(hù)環(huán)境與人類健康奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　超市蔬菜采集結(jié)果表明，蔬菜種類強(qiáng)烈塑造了葉際原生生物的群落組成并影響了人類病原菌標(biāo)記基因的分布，其中韭菜葉際原生生物的多樣性和病原菌標(biāo)記基因 (HPMGs) 豐度最高。在90%的蔬菜葉際樣本中共檢出26種潛在人類病原菌，其中金黃色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌豐度最高。隨機(jī)森林模型指出吞噬型原生生物是葉際HPMGs總豐度變化的關(guān)鍵指示者，其中在關(guān)鍵原生生物Colpoda體內(nèi)分離出多種人類潛在耐藥病原菌，包括攜帶毒力因子 (VFs) 和ARGs數(shù)量最多的硝基還原假單胞菌，和具有較臨床參考菌株更高毒力潛力的嗜麥芽窄食單胞菌和木糖氧化無色桿菌。同時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)生菌基因組中的VFs、ARGs和金屬抗性基因高頻共存并具有共選擇及共轉(zhuǎn)移的潛力，這可能有助于內(nèi)生菌在原生生物體內(nèi)的存活?？傊?，我們的研究顯示吞噬型原生生物是蔬菜葉際耐藥病原菌的傳播載體，并強(qiáng)調(diào)吞噬型原生生物的捕食壓力可能是病原菌與耐藥菌出現(xiàn)與傳播的重要驅(qū)動(dòng)力。?

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　　各類群原生生物在土壤-植物系統(tǒng)互作網(wǎng)絡(luò)中扮演不同的角色

蔬菜葉際原生生物內(nèi)生菌所攜帶的ARGs和毒力因子