核心微生物组的系统发育学指标

《Microbiome》：Phylogenetic measures of the core microbiome

　　

摘要

背景

在微生物生态学中，“核心微生物组”是一个有用的概念。通常，核心微生物组被定义为来自特定类型栖息地（例如，特定类型的宿主或特定类型的环境/生态系统）的微生物样本中共同存在的微生物类群、基因或功能。定义核心微生物组的目的是捕捉在该栖息地的样本中始终存在的微生物群落部分。近年来，人们越来越关注开发更好的方法来表征核心微生物组。因此，已经定义了许多基于出现频率和丰度的度量方法。然而，很少有方法包含用于分析核心微生物组的系统发育学指标。

结果

在本文中，我们提出了“核心群落系统发育”的概念——这是一种根据微生物在单一类型栖息地的多个样本中的存在情况来选择分支的系统发育树。然后我们利用这种核心群落系统发育树来定义描述单一类型栖息地中核心微生物组多样性、两种不同类型栖息地之间的核心微生物组更替情况以及两种或更多不同类型栖息地之间的共同多样性的系统发育指标。与非系统发育指标相比，我们的系统发育指标在分类等级和/或系统发育水平上表现出更大的一致性，并且对微生物样本中的菌株变异不那么敏感。因此，我们的指标解决了解释核心微生物组时的关键挑战。

结论

我们提供了一个用于表征和比较核心微生物组的系统发育框架。重要的是，我们提出的方法允许跨分类等级和/或系统发育水平无缝整合微生物组属性。最终，这将不仅提供对核心微生物组更一致的理解，还能为微生物群落的保守成分提供新的生物学见解。

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