绝对丰度分析揭示Basidiobolus作为跨域桥梁间接促进两栖爬行动物肠道微生物组稳态

本研究针对微生物组研究中相对丰度(RA)分析存在的组成性偏差问题，开发了DspikeIn湿实验室与计算框架，通过绝对丰度(AA)分析揭示了Basidiobolus真菌在两栖爬行动物肠道微生物组中的核心地位。研究发现AA方法显著降低了假阳性率，识别出被RA掩盖的宿主特异性模式，并通过网络分析证实Basidiobolus作为低冗余高中心性的关键连接者，可能通过"结构洞"理论维持微生物网络稳定性。该成果为微生物生态学研究提供了新的量化工具和理论见解。

　　

在微生物组研究领域，相对丰度(RA)分析长期面临组成性偏差的困扰——当一个菌群的相对比例增加时，其他菌群的丰度会被动"稀释"，这种数学约束导致研究者难以区分真实的生物学变化与统计假象。特别是在两栖爬行动物(herpetofauna)这类濒危物种的微生物组研究中，这种偏差严重阻碍了对宿主-微生物互作机制的准确解析。更棘手的是，传统绝对定量方法如流式细胞术或qPCR难以大规模应用，而现有的计算校正方法又无法完全消除偏差影响。

美国中田纳西州立大学(Middle Tennessee State University)的研究团队在《The ISME Journal》发表的研究中，创新性地开发了DspikeIn平台——整合全细胞 spike-in 标准品与R语言分析流程的模块化系统。通过分析312份野生两栖爬行动物样本，研究人员首次在绝对定量层面揭示了Basidiobolus属真菌作为"跨域桥梁"的生态功能，该真菌通过高网络中心性连接细菌与真菌群落，可能间接维持肠道微生物组稳态。

关键技术包括：(1)选用Tetragenococcus halophilus(细菌)和Dekkera bruxellensis(真菌)作为spike-in内标；(2)建立系统特异性spike-in回收阈值(细菌20-30%，真菌30-40%)；(3)采用OTU(优于ASV)进行丰度转换；(4)基于SpiecEasi构建跨域互作网络；(5)应用结构洞理论分析节点拓扑特征。样本来源于田纳西州三个相邻生态区的120份蝾螈(Desmognathus/Eurycea/Plethodon)肠道样本，最大限度控制环境变异。

核心微生物组动态
绝对丰度分析识别出被RA掩盖的宿主特异性模式：乳球菌属(Lactococcus)、副拟杆菌属(Parabacteroides)和鲸杆菌属(Cetobacterium)在蝾螈中构成核心菌群，而Basidiobolus和Mortierella在蜥蜴、龟类、蛇类和陆龟中持续高丰度。在近缘物种Desmognathus imitator和D. monticola的比较中，AA使假阳性率显著降低，准确识别出蒙蒂蝾螈富集的厚壁菌门(Firmicutes)和毛霉门(Mucoromycota)菌群。

微生物跨域关联
AA构建的网络展现出更复杂的拓扑结构：节点数(308 vs 151)、平均度(7.4 vs 4.1)和边数(1,144 vs 309)均显著高于RA网络。Basidiobolus在AA网络中表现出独特的"低冗余-高效率"特征：冗余度中位数1.0，但具有最高的节点间中心性(betweenness centrality)，符合结构洞理论中"连接不相关模块"的定义。移除Basidiobolus子网络导致负相互作用比例从11%升至14.4%，暗示其可能缓冲微生物群落的对抗关系。

网络稳健性测试
通过比较完整网络、去除枢纽节点(NMHR)和去除Basidiobolus子网络(BSR)三种拓扑结构，发现Basidiobolus缺失对网络指标的破坏程度超过去除所有枢纽节点：局部效率下降23%，谐波中心性降低19%。尽管Basidiobolus本身仅占网络连接的2.3%，但其移除导致模块化指数下降15%，证明该真菌通过非冗余连接维持网络架构。

这项研究的意义在于：方法学上，DspikeIn解决了微生物组研究的定量瓶颈，其系统特异性阈值设定和OTU优化策略为领域提供了新标准；理论上，首次证实Basidiobolus通过跨域连接功能支持微生物网络稳定性，这种"脚手架"作用可能通过水平基因转移(HGT)或代谢协作实现；应用层面，为濒危两栖爬行动物的微生物组保护提供了精准分析工具。研究人员特别指出，真菌ITS拷贝数变异可能造成定量偏差，未来需结合代谢组学验证Basidiobolus的功能机制。该成果将推动微生物生态学从相对丰度描述向绝对定量机制的范式转变。