旭日東淺析-水處理廠細菌群落
本文分析了6大洲23個國家269個（gè）汙水處理（lǐ）廠的約1200個活性（xìng）汙泥16S rDNA的樣本。
結果表明，全球活（huó）性汙泥細（xì）菌群落中約（yuē）有10億個細菌表型(phylotypes)，且服從泊鬆對（duì）數正態（tài）多樣性分布(Poisson log normal diversity distribution)。盡管活性汙泥具有高（gāo）度的多樣性，但存在一個全球核（hé）心細菌群落(28個OTUs)與（yǔ）活性汙泥的性能（néng）密切相關。
利用全球數據集（jí）進行（háng）meta分析表明，活性汙泥微生物群落與淡水群落的關（guān）係最為（wéi）密切。與大型生物多樣性相比（bǐ），活性汙泥細菌群落沒有明顯的緯度梯度。
群落在很大（dà）程度上受到隨機過程(分散和漂移)的驅動，群落的空間周轉率與群落規（guī）模有關。另外（wài）決定性因（yīn）素(溫度和有機物輸入)也很重要（yào）。
對於汙水處理廠微生物群落的多（duō）樣性和生物地理學的了解才剛剛開始。
作者創建了一個全球水微生物群落聯盟(GWMC)(http://gwmc.ou.edu/)，其成立於2014年5月，是一個促進全球水（shuǐ）微生物研究研究和教育（yù）的國（guó）際合作和交流的平台。
在全球係統地收集和分析活性汙泥微生物群（qún）落。本文提出了五個問題：
(1)活性汙泥微生（shēng）物群落的全球多樣性程度如何?
(2)活性汙泥工藝中是否存在跨大陸的核心微生物群?
(3)活性汙泥微生物群落是否具（jù）有緯向多樣性梯度(LDG)?
(4)微生物（wù）多樣性對活性汙泥工藝的功能性重要嗎（ma）?
(5)確定性因素與隨（suí）機性因（yīn）素在調節活性汙（wū）泥微（wēi）生物群落組（zǔ）成、分布和功能方麵的相對重要性（xìng）如何?
采樣
MoBio Power Soil DNA Isolation Kits提取汙泥DNA。
515F/806R擴增16S rDNA V4區。
利用SILVA Test Prime v.1.0和（hé）SILVA132數據庫檢驗了引物覆蓋度，無錯配情況可覆蓋86.8% 細（xì）菌和52.9%的古菌。
UPARSE 97%聚類OTU，共得到96148個OTU。
MiDAS database進行物種劃分。
Resample數量25600，去掉了（le）singletons。
結（jié）果
樣本和大洲水平的稀釋曲線
(1)活性汙泥微生物群落的全球多樣（yàng）性程度如何?
不同模型擬合物種豐度分布。泊鬆對數正態模型最優，可解釋99%的群落變化。
利用尺度（dù）定律估算（suàn）全球WWTP的微生物數量。
對於尺度定律（lǜ），見前文：
PNAS(2016)-尺度定律預測全球微生（shēng）物多樣性
(2)活性汙泥工藝中是否（fǒu）存在跨大陸的核心微生物群?
篩選（xuǎn）方法包含三個條件（jiàn）：
overall abundant OTUs: 先計算出每（měi）個OTU在所（suǒ）有樣本中的平均相對豐度mean relative abundance (MRA)。挑出豐度 > 0.1%作為高豐度物種；
ubiquitous OTUs: 在所有樣本中超過80%都出現的物種（zhǒng）定義為廣泛出現的OTU；
frequently abundant OTUs：在每個（gè）樣本中序列占到（dào）80%以（yǐ）上，高豐度在超過一半（bàn）的（de）樣（yàng）本中都達（dá）標，這種物種被定義為頻繁出現的高豐度物種。
隻有滿足這三（sān）個條件，才（cái）能成為全球核心（xīn）物種。即一個特（tè）定大陸的核心OTU應該是來自該（gāi）大陸豐（fēng）度>0.1%的OTU;一個核心OTU也必須（xū）在超過（guò）80%的樣本中被檢（jiǎn）測到，並且在該大陸超過50%的樣本中占主導地位（wèi）。
28個核心微生物
核心（xīn）微生物在門水平的分布
根據地球微生（shēng）物（wù）群落項目確定了全球範圍內各種生態係統的核（hé）心群落。土壤、人類糞便、空（kōng）氣和淡（dàn）水微生物群落分別（bié）有9、6、2和1個OTUs被確定為核心類群。動物糞（fèn）便和海洋沒有發現核心類群，這可能是由（yóu）於群落組（zǔ）成高度可變。
NMDS表明活性汙泥的（de）核心群落與其（qí）他生境沒有（yǒu）重疊，說明活性汙泥選擇（zé）了一個獨特（tè）的核心群落。
(3)活性汙泥微生物群落是否具有緯（wěi）向多樣性梯度(LDG)?
中緯度豐（fēng）度最高。曲線為（wéi）基（jī）於最小（xiǎo）二乘回歸的多項式擬合。顏色表示全（quán）年平均氣溫。
不同尺度上的DDR。
(4)微（wēi）生物多樣性（xìng）對活性汙泥工藝（yì）的功能性重要嗎?
結構方程模型(SEM)顯示了環境變量、群落組成與（yǔ）汙水處理廠功能之間的關係。藍色和紅色（sè）箭頭分（fèn）別代表（biǎo）顯著的正、負相關（guān）。群（qún）落（luò）結構有基於Bray的（de）PCoA的PC1軸代表。
SEM見前文結構方程模型（xíng）(SEM)
隨機森林分析檢驗了物（wù）種與溫度的相關性。紅色的對角線顯示了完美（měi）預測的理論曲線。右下角是根（gēn）據北美和（hé）南美的（de）樣本數據進行的訓練，用（yòng）於（yú）預測亞洲（zhōu）樣本的溫度。
環境因子之間的Spearman相關；以及群落結構與環境因子之間的partial Mantel tests.
(5)確定性因素與隨機性因素在調節活性汙泥微生（shēng）物群落（luò）組成、分布和功能方麵的相對重要性如何?
隨機性比（bǐ）例很高，不論計算距離的（de）方法、不（bú）論物種多樣性（xìng）還是係統發（fā）育多樣性。
基於MRM的VPA分析表明（míng）地理距離(Geo)對群落變化（huà）的作用強於（yú）環境（jìng）因子（zǐ）(Env)。
對於MRM，見前文
R——ecodist&MRM methods
SEM和（hé）VPA分析都（dōu）涉及（jí）到了向後篩選變量的過程，見前文
MRM中進行變量篩選
