“共餐”一词源于拉丁语“commensalis”(“在同一张桌子上吃饭”),由皮埃尔-约瑟夫提出范·贝登,1876年。在生态学中,这个术语定义了两种生物之间的关系,其中一种共生生物在不影响另一种的情况下受益。因此,共生主义定义了单向的相互作用。最初,这个术语是在以宿主为中心的观点中用于相互作用,其中一个“小”物种(例如微生物)被提供栖息地(例如皮肤)或废物(例如植物在细胞壁代谢过程中释放的甲醇)。Fall和Benson, 1996年))作为另一个宿主的食物,通常是更大的宿主(例如哺乳动物或植物)。然而,共生一词现在已开始暗示一种未知的、良性的功能,而不是真正被证明的共生的、互惠的或对立的生活方式(Casadevall和Pirofski, 2014).特别是当考虑到微生物之间的相互作用时,似乎不太可能存在真正的共生微生物。因此,为任何一种微生物承担一种功能,并为已证明不会影响其相互作用伙伴的生物保留共生体可能是谨慎的。为了强调这种以微生物为中心的观点并暗示功能性,我们建议使用这个术语tritagonist。
这个词tritagonist改编自经典戏剧。在古希腊戏剧的早期形式中,只有两个演员在舞台上表演,即主角和替身演员。第三位演员的加入tritagonist,允许更逼真和复杂的人物和故事。在这里,我们提议tritagonist作为一个生态学术语,指的是影响一个系统中两个有机体之间相互作用的所有有机体。正如在戏剧中,生态的概念tritagonist旨在促进对自然系统的更好理解。在研究中,它意味着需要扩展过度简化的二元相互作用(例如,宿主-病原体和病原体-拮抗剂对),包括额外的相互作用伙伴,tritagonists,以更真实地了解微生物系统(图1一个).我们提倡tritagonist特别是最近在微生物组研究中的测序工作,揭示了大量未鉴定的物种,从而奠定了将进化和遗传多样性与生物功能联系起来的基础(吴等,2009;Bulgarelli等人,2013;Rinke等人,2013;Panke-Buisse等人,2015).关于各种生境和单个菌株的微生物物种组成的深入的基于序列的知识与关于已确定生物体的生物学作用的稀疏实验证据形成鲜明对比。在大多数情况下,只有少数致病、有益或拮抗相互作用是已知的,而大多数物种的生态系统服务是未知的。我们建议tritagonist定义具有无特征生态功能的物种的概念,以鼓励对这些生物的研究。这个术语意味着一个有机体或一组有机体的生物学相关,但尚未被描述的功能,同时为这些功能的确切性质留下空间。
Tritagonists调节微生物的相互作用。(一个)Tritagonists刺激或抑制单个生物(α或β)或影响它们的相互作用,从而决定相互作用的结果。一个给定的交互可以通过许多不同的方式进行调整tritagonists在一次。(b)艰难梭状芽胞杆菌与人类宿主的互动:在没有tritagonists,细菌降低了宿主的适应性,而引入tritagonists(例如,通过粪便移植)控制致病菌(直接或间接通过宿主),减轻宿主的适应性劣势。(c)Tritagonistic环境细菌(蓝/绿)与大肠杆菌(红色)。单个物种不会产生拮抗作用大肠杆菌,而共同文化的tritagonists结果产生强烈的拮抗作用大肠杆菌。(d)根霉microsporus隐匿的根瘤菌伯克霍尔德菌细胞内导致根瘤素产生和水稻幼苗枯萎病。
Tritagonists干扰任何其他种类的种间相互作用,例如,这种相互作用可能由以下因素介导:直接物理相互作用、信号分子交换、营养竞争、副产物代谢、环境变化(例如pH值)或宿主免疫反应的调节(法勒等人,2010年).通过环境的相互作用也发生在时间tritagonists在微生物演替过程中改变它们的资源可用性或改变环境压力(菲勒等人,2010年).知名且与医学相关tritagonists是否个别菌株作为益生菌或粪便移植群落用于治疗艰难梭状芽胞杆菌感染或其他胃肠道疾病(加里奥等人,2010年;Borody和Khoruts, 2012;图1 b).一个更具体的主机保护的例子tritagonists是枯草芽孢杆菌GS67保护秀丽隐杆线虫通过在线虫的肠道内产生类似抗生素的物质丰霉素来对抗革兰氏阳性病原体(Iatsenko等人,2014).一种情况是tritagonists可能会揭示新的抗生素是无法抑制细菌种类的组合大肠杆菌或金黄色葡萄球菌单独测试时,可有效抑制人类病原体的共同培养时(Tyc等人,2014;图1 c).与医学微生物学类似的概念也被应用于农业微生物学领域,在农业微生物学领域,微生物的单一物种或组合被研究并用于控制植物病原体和采后疾病,改善作物植物的营养和抗性,或管理土壤、根系和植物微生物组(Janisiewicz和Korsten, 2002;Lugtenberg和Kamilova, 2009;安德鲁斯等人,2012年).在良性的相互作用类型中,与丛枝菌根真菌相关的酵母物种改善菌根化并有利于植物生长(Boby et al., 2008).然而,tritagonists它们并不总是协同作用,或者至少是相加作用,当微生物系统或环境发生变化时,单个物种的生物学功能也可能发生变化。例如,的组合荧光假单胞菌A506和Pantoea vagansC9-1,它们都单独用作拮抗欧文氏菌amylovora这是火灾的起因蔷薇科(例如,苹果、梨),如果同时使用(斯托克韦尔等人,2011).一个错综复杂的tritagonistic接合菌真菌之间的相互作用根霉microsporus而且伯克rhizoxinica内共生体产生强效毒素根毒素,导致水稻秧苗枯萎病(Partida-Martinez和Hertweck, 2005;图1 d).的适用性tritagonist研究多物种相互作用的概念和价值,以拓宽我们对生物系统的理解。
总之,我们相信,描述和研究尚未鉴定的微生物是tritagonists将极大地有益于医学和人体生理学、微生物生态学的基础研究和农业应用。这个词tritagonist将重点从还不知道函数的事实转移到先天的假定一个函数必须存在,从而有助于恢复术语共用性的正确用法。Tritagonist作为我们想要识别和描述的生物系统中所有微生物物种的名称:那些调节、平衡和干扰微生物相互作用的物种,但它们本身并不是最值得注意的参与者。这个概念tritagonist因此,有希望刺激假说驱动的研究,并引入在环境和宿主中起作用的功能性微生物网络的系统生物学观点。
参考文献
安德鲁斯M,克里普斯MG,爱德华兹GR。(2012)。有益微生物在农业系统中的潜力。Ann应用生物学160: 1 - 5。
Beneden。(1876)动物寄生虫和杂种。D.阿普尔顿公司:美国纽约。
吴博比,Balakrishna AN, Bagyaraj DJ。(2008)。之间的相互作用血管球mosseae土壤酵母对豇豆生长和营养的影响。Microbiol Res163: 693 - 700。
Borody TJ, Khoruts A。(2012)。粪便微生物群移植及新兴应用。胃肠醇肝醇9: 88 - 96。
鲍加雷利D,施莱皮K,斯帕彭S,维尔·洛伦·范·瑟玛特E,舒尔茨-左弗特P。(2013).植物细菌菌群的结构与功能。植物生物学年鉴64: 807 - 838。
Casadevall A,洛杉矶Pirofski。(2014)。微生物学:放弃术语病原体。自然516: 165 - 166。
Fall R班森AA(1996)。叶甲醇——植物中最简单的天然产物。植物科学1: 296 - 301。
菲里尔N,内默古特D,奈特R,克莱恩JM。(2010)。随时间变化:将微生物整合到演替研究中。Res Microbiol161: 635 - 642。
Gareau MG, Sherman PM, Walker WA。(2010)。益生菌和肠道菌群在肠道健康和疾病中的作用胃肠醇肝醇7: 503 - 514。
Iatsenko I, Yim JJ, Schroeder FC, Sommer RJ。(2014)。B细小GS67保护秀丽隐杆线虫从革兰氏阳性病原体通过凤霉素介导的微生物拮抗。咕咕叫杂志24: 2720 - 2727。
Janisiewicz WJ, Korsten L。(2002)。水果采后病害的生物防治。年Rev植物酚40: 411 - 441。
Lugtenberg B, Kamilova F。(2009).Plant-growth-promotingRhizobacteria。年度微生物63: 541 - 556。
Panke-Buisse K, Poole AC, Goodrich JK, Ley RE, Kao-Kniffin J。(2015)。土壤微生物群落的选择揭示了对植物功能的可复制影响。ISME J9: 980 - 989。
Partida-Martinez LP, Hertweck C。(2005)。致病真菌含有内共生细菌,可产生毒素。自然437: 884 - 888。
法勒·艾,霍根·达,米洛纳基斯·E。(2010)。医学上重要的细菌-真菌相互作用。Nat Rev微生物8: 340 - 349。
林克C,施维恩泰克P,斯齐尔巴A,伊万诺娃NN,安德森,程建峰等。(2013).深入了解微生物暗物质的系统发育和编码潜力。自然499: 431 - 437。
斯托克韦尔VO,约翰逊KB,舒格D,洛珀JE。(2011).机械相容的细菌拮抗剂混合物改善梨火枯病的生物防治。植物病理学101: 113 - 123。
Tyc O, van den Berg M, Gerards S, van Veen JA, Raaijmakers JM, de Boer W等。(2014)。种间相互作用对土壤细菌抗菌活性的影响。前面Microbiol5: 567。
吴东,胡根霍兹P,马夫罗玛提K,普卡尔R, E大林,伊万诺娃NN等。(2009).细菌和古生菌的系统发育驱动的基因组百科全书。自然462: 1056 - 1060。
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弗雷莫瑟,F.,佩鲁达,C.和雷姆斯-埃瑟曼,M.。Tritagonist作为环境系统中无特征微生物的新名词。ISME J10, 1-3(2016)。https://doi.org/10.1038/ismej.2015.92
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