宿主微生物群匹配和表观遗传调制驱动大夫尼亚马格纳对蓝色细菌压力的反应

科学领域:

• 生态生态学 生态生态学
• 进化生物学 进化生物学
• 微生物学 微生物学

背景情况:

• 微生物群落在宿主适应环境压力因素方面发挥着至关重要的作用,特别是在水生生态系统中.
• 达芬尼亚大菌因其生态意义和对环境变化的敏感性而成为研究宿主微生物群相互作用的模型生物.
• 了解微生物群的组成和功能如何影响宿主表现,特别是对毒素的反应,至关重要,但仍然不太了解.

研究的目的:

• 调查宿主微生物群相互作用对大夫尼亚大的表现和表观遗传反应的影响.
• 为了确定DNA甲基化水平是否反映了宿主基因型,微生物组成和环境史之间的关联.
• 探索宿主微生物匹配和微生物环境史在适应压力因素中的作用.

主要方法:

• 进行了一项完全因子移植实验,使用微生物群贫乏的大夫尼亚大夫尼亚进行.
• 微生物群捐赠者因基因型和先前接触有毒或无毒饮食而有所不同.
• 评估了生命史特征,微生物组成 (16S rRNA基因),功能特征 (全基因组再测序) 和DNA甲基化.

主要成果:

• 食无毒饮食的大夫尼巨型表现出增强的生长和繁殖.
• 当宿主和微生物群的基因型不同时,观察到DNA甲基化增加,特别是在有毒饮食下.
• 当宿主接受来自不同基因型的微生物群暴露在有毒饮食中时,发生了失生症和性能降低,Limnohabitans spp.显著下降.
• 当达芬尼亚从其自身的基因型中获得微生物群时,观察到霍尔梅斯效应,这些微生物群是在无毒饮食中养的.

结论:

• 宿主微生物群匹配和微生物环境史是影响宿主表现和表观遗传调节的关键因素.
• 宿主和微生物群中的DNA甲基化与功能途径有关,包括线粒体脂肪酸生物合成.
• 宿主-微生物-环境相互作用必须在进化和生态研究中考虑.