VI型分泌系统调控野生哺乳动物肠道微生物组中的菌株维持
The type VI secretion system governs strain maintenance in a wild mammalian gut microbiome.
一句话在小鼠中，T6SS支持复杂肠道菌群内特定菌株的长期维持，但其定植收益取决于菌株与群落背景。
论文图表（10）
WildR 小鼠肠道微生物组在多个世代中保持稳定，并携带由 ICE 编码的 T6SS。(A) 不同世代的 WildR 或实验室来源小鼠肠道微生物组的门水平分类组成。最初野外捕获的供体小鼠（Wild）、WildR F2 世代及实验室小鼠来源群落的数据来自对先前发表的测序数据的重新分析（Rosshart et al., 2017）。WildR F7 数据来自两份冷冻保存的混合回盲部内容物样本（标记为 A 和 B），以及用于传代该群落的两只小鼠（编号 1 和 2）的粪便颗粒；*表示 WildR F7 测序中包含的技术重复样本。(B–E) 比较所示群落之间野生供体小鼠中最常见的 100 个属的丰度。点以深浅显示重叠的数据点（颜色较深），并标出每项比较的 Spearman 相关系数（ρ）。ND，未检出。(F) 按比例绘制的 Bacteroides acidifaciens T6SS 基因簇示意图。(G) B. acidifaciens 的 T6SS 效应蛋白和免疫蛋白的生物信息学结构域预测。保守氨基酸以粗体标出。图 1—源数据 1。基于 Kraken2 分析的 WildR 微生物组各世代的目水平丰度（百分比）。图 1—源数据 2。WildR 微生物组各世代的属丰度数据。
图片来自 Elife（Shen BA, et al.），doi:10.7554/eLife.110200，按 CC BY 4.0 许可原样转载。
横轴按 Wild、WildR F2、WildR F7 和 Lab 排列样本，并标出取样部位；纵轴为丰度百分比。颜色区分菌门，同一菌门中的色阶区分不同目；比较各组色块比例可见 WildR 与 Wild 的组成更接近，星号表示技术重复。
对应图 1 的源数据提供各世代目水平丰度百分比，可按图中菌门与目的颜色分组绘制堆叠柱图。（数据：elife-110200-fig1-data1.xlsx）
横轴为 Wild 的属丰度，纵轴为 WildR F2 的属丰度，均为对数尺度；每点对应所比较的一个属，重叠处颜色更深。图示 Spearman 相关系数为 ρ = 0.717，点总体呈正相关趋势。
图 1 源数据 2 提供各世代的属丰度数据，可用于绘制两群落的丰度散点图。（数据：elife-110200-fig1-data2.xlsx）
横轴为 Wild 的属丰度，纵轴为 WildR F7 的属丰度，均为对数尺度；颜色较深表示数据点重叠。图示 ρ = 0.611，显示传代至 F7 后属丰度仍与 Wild 呈正相关。
图 1 源数据 2 提供 Wild 与 WildR F7 的属丰度，可直接用于该散点图。（数据：elife-110200-fig1-data2.xlsx）
横轴为 Wild 的属丰度，纵轴为 Lab 的属丰度，均为对数尺度；纵轴底部 ND 表示实验室菌群中未检出。图示 ρ = 0.475，底部排列的点提示部分野生供体中的属在 Lab 中未检出。
对应源数据提供群落间比较所需的属丰度，可绘制散点并单独标示未检出值。（数据：elife-110200-fig1-data2.xlsx）
横轴为 WildR F7 的属丰度，纵轴为 Lab 的属丰度，均为对数尺度；ND 表示未检出，深色表示点重叠。图示 ρ = 0.289，相关程度较低，且多个属在 Lab 中未检出。
图 1 源数据 2 的属丰度数据可用于比较 WildR F7 与 Lab 并重绘该图。（数据：elife-110200-fig1-data2.xlsx）
箭头沿基因组位置排列，方向表示基因朝向，右侧比例尺为 1 kb。蓝绿色、灰色、紫色和黄色分别表示 T6SS 结构基因、假定基因、效应蛋白基因和免疫蛋白基因，可关注 bae1–bai1 和 bai2–bae2 的相邻排列。
该子图为按比例绘制的基因簇示意图，不属于可直接读表复现的统计图。
横向蛋白结构示意标出 Bae1、Bai1、Bai2 和 Bae2 的预测结构域，比例尺为 100 AA。Bae1 标有 PAAR、Rhs 和 AHH nuclease，Bae2 标有 PAAR、Rhs 和 GIY-YIG family；突出显示的序列中，粗体表示保守氨基酸。
该子图为蛋白结构域预测示意图，按规则不归为可读表复现的统计图。
结论：复现图保留了样本分组、堆叠柱图形式及实验室菌群以Bacillota为主等主要结论，但目级细分组成和部分低丰度菌门比例未忠实还原。
思路：跳过工作表顶部的说明行，将第 6 列起的各目丰度转换成长表，保留每个样本和技术重复，不做组内平均或重新归一化。使用堆叠柱状图展示百分比，并在横轴下方分别标注取样部位和菌群来源；同门不同目使用渐变色阶。星号仅表示技术重复，不作显著性检验。
数据：使用 elife-110200-fig1-data1.xlsx 的 Figure 1a 工作表，前五列分别为菌群来源、取样部位、小鼠编号、样本 ID 和测序来源，第六列起为各目的相对丰度（%）。门级分类根据目名映射，未识别的目明确归入 Other / unassigned；完整列名未在预览中展示，因此该映射仍需结合原研究分类体系核查。
- 门内的目级组成存在明显偏差，例如Wild第1只小鼠最底部深蓝色组分在原图约为64%，复现图约为47%，其他多根柱的蓝色细分比例也不一致。
- 部分低丰度菌门比例偏高，例如WildR F7回盲部样本的红色Campylobacterota在复现图约占5%，原图仅约2%—3%。
- 复现图新增了原图图例中没有的“Other / unassigned”类别。
# 1. 加载包：数据整理、Excel 读取和组合绘图
library(readxl)
library(dplyr)
library(tidyr)
library(stringr)
library(ggplot2)
library(cowplot)
# 2. 读取数据：前 3 行是说明，第 4 行才是真正的列名
raw <- read_excel('input/elife-110200-fig1-data1.xlsx',
sheet = 'Figure 1a', skip = 3)
names(raw)[1:5] <- c('community', 'location', 'mouse', 'sample_id', 'source')
order_names <- names(raw)[6:ncol(raw)]
# 3. 整理数据：保留原始样本顺序，不把技术重复求平均
# 合并单元格可能读成 NA，仅向下填充组别和取样部位
meta <- raw %>%
fill(community, location, .direction = 'down') %>%
filter(!is.na(sample_id), !is.na(mouse)) %>%
mutate(community = str_replace_all(as.character(community), '_', ' '),
community = str_squish(community),
location = str_to_lower(str_squish(as.character(location))),
mouse = as.character(mouse), x = row_number())
# 同一 F7 样本第二次测序标为 *；已有星号则保留
meta <- meta %>%
group_by(community, location, base_mouse = str_remove_all(mouse, '\\*')) %>%
mutate(replicate_number = row_number(),
mouse_label = if_else(str_detect(community, 'F7') &
replicate_number > 1 & !str_detect(mouse, '\\*'),
paste0(mouse, '*'), mouse)) %>%
ungroup()
long <- meta %>%
select(x, all_of(order_names)) %>%
pivot_longer(-x, names_to = 'order', values_to = 'abundance') %>%
mutate(abundance = suppressWarnings(as.numeric(abundance))) %>%
filter(!is.na(abundance))
# 数据只给出目名；按常用分类对应到门，以便复现原图的同门色阶
bacillota <- c('Lachnospirales', 'Oscillospirales', 'Peptostreptococcales',
'Monoglobales_A', 'TANB77', 'Clostridiales', 'Christensenellales',
'Lactobacillales', 'RF39', 'Erysipelotrichales',
'Staphylococcales', 'UBA4068', 'Peptococcales')
tax <- tibble(order = order_names) %>%
mutate(phylum = case_when(
order %in% bacillota ~ 'Bacillota',
str_detect(order, 'Bacteroid|Flavobacter|Sphingobacter|Cytophag') ~ 'Bacteroidota',
str_detect(order, 'Campylobacter') ~ 'Campylobacterota',
str_detect(order, 'Mycoplasm|Acholeplasm|Entomoplasm|Izimaplasm') ~ 'Mycoplasmatota',
str_detect(order, 'Deferribacter') ~ 'Deferribacterota',
str_detect(order, 'Thermodesulfobacter|Desulfovibrio|Desulfobacter') ~ 'Thermodesulfobacteriota',
str_detect(order, 'Actinomycet|Bifidobacter|Coriobacter|Eggerthell') ~ 'Actinomycetota',
str_detect(order, 'Enterobacter|Burkholder|Pseudomonad|Rhizob|Rhodobacter|Sphingomonad|Neisserial|Caulobacter') ~ 'Pseudomonadota',
str_detect(order, 'Saccharimonad|Saccharibacter') ~ 'Candidatus Saccharimonadota',
str_detect(order, 'Melainabacter|Gastranaerophil|Vampirovibrio|Obscuribacter') ~ 'Candidatus Melainabacteria',
str_detect(order, 'Verrucomicrob|Opitut|Chthoniobacter') ~ 'Verrucomicrobiota',
TRUE ~ 'Other / unassigned'
))
phyla <- c('Bacillota', 'Bacteroidota', 'Campylobacterota', 'Mycoplasmatota',
'Deferribacterota', 'Thermodesulfobacteriota', 'Actinomycetota',
'Pseudomonadota', 'Candidatus Saccharimonadota',
'Candidatus Melainabacteria', 'Verrucomicrobiota', 'Other / unassigned')
base_colors <- c('#3A519B', '#87BF43', '#EB352D', '#F7B52A', '#F0EC20',
'#8C4D9B', '#B94D48', '#171919', '#67C5D1', '#E73591',
'#DBA7C8', '#BDBDBD')
tax <- tax %>% mutate(phylum = factor(phylum, levels = phyla)) %>%
arrange(phylum) %>% group_by(phylum) %>%
mutate(shade = row_number(), n_shades = n()) %>% ungroup()
colors <- setNames(character(nrow(tax)), tax$order)
for (ph in unique(as.character(tax$phylum))) {
ids <- which(as.character(tax$phylum) == ph)
base <- base_colors[match(ph, phyla)]
colors[tax$order[ids]] <- if (length(ids) == 1) base else
colorRampPalette(c(base, '#EEEAF3'))(length(ids))
}
long$order <- factor(long$order, levels = tax$order)
# 检查总量但不重新归一化，保留源文件中的百分比
sums <- long %>% group_by(x) %>% summarise(total = sum(abundance), .groups = 'drop')
if (any(abs(sums$total - 100) > 2)) warning('部分样本丰度之和偏离 100%，请核查源表。')
# 4. 统计检验：本图为组成描述图，不进行组间假设检验
# 星号仅代表技术重复，不是显著性标记
# 5. 作图：按目堆叠，同一门使用同一色系
# 下方分两层标出取样部位和菌群来源
loc <- meta %>% group_by(community, location) %>%
summarise(left = min(x) - .4, right = max(x) + .4,
mid = mean(range(x)), .groups = 'drop') %>%
mutate(label = if_else(str_detect(location, 'fec'), 'Fecal', 'Ileocecal'))
grp <- meta %>% group_by(community) %>%
summarise(left = min(x) - .4, right = max(x) + .4,
mid = mean(range(x)), .groups = 'drop')
n <- nrow(meta)
p_main <- ggplot(long, aes(x, abundance, fill = order)) +
geom_col(width = .72, position = position_stack(reverse = TRUE)) +
scale_fill_manual(values = colors, guide = 'none') +
scale_x_continuous(breaks = meta$x, labels = meta$mouse_label,
expand = expansion(add = .55)) +
scale_y_continuous(breaks = seq(0, 100, 25), expand = c(0, 0)) +
coord_cartesian(ylim = c(0, 100), clip = 'off') +
geom_segment(data = loc, aes(x = left, xend = right, y = -13, yend = -13),
inherit.aes = FALSE, linewidth = .4) +
geom_text(data = loc, aes(x = mid, y = -19, label = label),
inherit.aes = FALSE, size = 3.1) +
geom_segment(data = grp, aes(x = left, xend = right, y = -25, yend = -25),
inherit.aes = FALSE, linewidth = .4) +
geom_text(data = grp, aes(x = mid, y = -31, label = community),
inherit.aes = FALSE, size = 3.4) +
labs(x = NULL, y = 'Abundance (%)') +
theme_classic(base_size = 12) +
theme(axis.ticks.x = element_blank(), axis.line.x = element_blank(),
axis.text.x = element_text(color = 'black', size = 9),
axis.text.y = element_text(color = 'black'),
plot.margin = margin(12, 4, 100, 8))
# 自定义图例：只写门名，右侧色块展示该门不同目的色阶
legend_data <- tax %>% mutate(y = -match(as.character(phylum), phyla))
legend_labels <- legend_data %>% distinct(phylum, y)
p_legend <- ggplot() +
geom_text(data = legend_labels, aes(x = 0, y = y, label = phylum),
hjust = 0, size = 3.1) +
geom_tile(data = legend_data, aes(x = 8.8 + (shade - 1) * .34,
y = y, fill = order), width = .34, height = .66) +
scale_fill_manual(values = colors, guide = 'none') +
annotate('text', x = 0, y = 0, label = 'Phylum', hjust = 0, size = 3.6) +
annotate('text', x = 8.8, y = 0, label = 'Order', hjust = 0, size = 3.6) +
coord_cartesian(xlim = c(0, 13.5), ylim = c(-12.5, .7), clip = 'off') +
theme_void() + theme(plot.margin = margin(8, 8, 75, 0))
p <- plot_grid(p_main, p_legend, nrow = 1, rel_widths = c(2.35, 1),
labels = c('A', ''), label_size = 18)
# 6. 保存：仅输出所需子图
ggsave('output.png', p, width = 10, height = 4.5, dpi = 200)
输入数据：elife-110200-fig1-data1.xlsx，下载后放进 input/ 文件夹再运行。
用到的包：readxl、dplyr、tidyr、stringr、ggplot2、cowplot
运行环境（sessionInfo）
R version 4.6.1 (2026-06-24) Platform: x86_64-pc-linux-gnu Running under: Ubuntu 24.04.4 LTS Matrix products: default BLAS: /usr/lib/x86_64-linux-gnu/blas/libblas.so.3.12.0 LAPACK: /usr/lib/x86_64-linux-gnu/lapack/liblapack.so.3.12.0 LAPACK version 3.12.0 locale: [1] LC_CTYPE=C.UTF-8 LC_NUMERIC=C LC_TIME=C.UTF-8 LC_COLLATE=C.UTF-8 LC_MONETARY=C.UTF-8 [6] LC_MESSAGES=C.UTF-8 LC_PAPER=C.UTF-8 LC_NAME=C LC_ADDRESS=C LC_TELEPHONE=C [11] LC_MEASUREMENT=C.UTF-8 LC_IDENTIFICATION=C time zone: Etc/UTC tzcode source: system (glibc) attached base packages: [1] stats graphics grDevices utils datasets methods base other attached packages: [1] cowplot_1.2.0 ggplot2_4.0.3 stringr_1.6.0 tidyr_1.3.2 dplyr_1.2.1 readxl_1.5.0.1 loaded via a namespace (and not attached): [1] vctrs_0.7.3 cli_3.6.6 rlang_1.3.0 stringi_1.8.9 purrr_1.2.2 generics_0.1.4 [7] textshaping_1.0.5 S7_0.2.2 labeling_0.4.3 glue_1.8.1 ragg_1.5.2 scales_1.4.0 [13] grid_4.6.1 cellranger_1.1.0 tibble_3.3.1 lifecycle_1.0.5 compiler_4.6.1 RColorBrewer_1.1-3 [19] pkgconfig_2.0.3 systemfonts_1.3.2 farver_2.1.2 R6_2.6.1 tidyselect_1.2.1 pillar_1.11.1 [25] magrittr_2.0.5 tools_4.6.1 withr_3.0.3 gtable_0.3.6
支持 WildR 微生物群跨多代保持稳定的证据及 ICE 编码的 T6SS 的鉴定。(A) 示意图展示了由用于传代该群落的六只小鼠的混合盲肠内容物制备 WildR F7 冷冻保存库的过程，以及随后的群落表征步骤。(B, C) 比较所示群落中野生供体小鼠内最常见的 100 个属的丰度。点的深浅用于显示重叠的数据点（颜色较深），并标出了每次比较的 Spearman 相关系数（ρ）。ND，未检出。(D) 不同代 WildR 群落的宏基因组测序读段比对至选定的小鼠来源基因组数据库的效率：WildR 目录（本研究生成的来自 WildR 的 86 个 MAGs 和基因组）或综合小鼠微生物群基因组目录（CMMG；涵盖小鼠微生物群中的 1573 个物种；Kieser et al., 2022）。(E) 按比例绘制的示意图，展示 B. acidifaciens 和 B. caecimuris F12 中含有 GA1 T6SS 的 ICE。B. caecimuris F12 中单碱基缺失的位置在橙色框中突出显示。
图片来自 Elife（Shen BA, et al.），doi:10.7554/eLife.110200，按 CC BY 4.0 许可原样转载。
沿箭头阅读：GF C57BL/6 小鼠（n=6）接受 WildR 灌胃后，于 d14 收集粪便和盲肠内容物，建立冷冻保存库并用于定植新的 GF 小鼠。下方展示宏基因组测序和选择性培养分离流程，最终形成含 86 个 MAGs 和基因组的目录及 17 株分离菌。
该子图为实验及资源建立流程示意图，不属于可直接读表复现的统计图。
横轴为 WildR F7 的属丰度，纵轴为 WildR F2 的属丰度，均为对数尺度；颜色越深表示数据点重叠越多。点总体呈正向关系，标注的 Spearman 相关系数为 ρ=0.739。
该 Source Data 文件提供 WildR 各代的属丰度数据，可用于绘制 F7 与 F2 的丰度散点图。（数据：elife-110200-fig1-data2.xlsx）
横轴为 Lab 群落的属丰度，纵轴为 WildR F2 的属丰度，均为对数尺度；横轴 ND 表示未检出，深色表示更多数据点重叠。图中标注 ρ=0.521，可结合 ND 处聚集的点观察两类群落的差异。
补充文件说明仅明确提供 WildR 各代的属丰度，未明确包含 Lab 群落丰度，无法确认完整作图数据的位置。
横轴区分 WildR 和 CMMG 数据库，纵轴为读段比对百分比；黄色、蓝色和紫色分别表示 Wild Donor、WildR F2 和 WildR F7。比较各颜色点在两个数据库中的高度，可见 CMMG 的比对率整体更高。
清单未明确提供此处不同群落对两个数据库的宏基因组读段比对率数据。
按比例排列的箭头表示基因及方向，颜色区分 tra genes、其他 ICE 组分、T6SS 结构基因、效应蛋白、免疫蛋白、甲基化酶/DNA 修饰酶及其他基因，比例尺为 1 kb。下方框内比较 Ba 与 Bc F12 的序列和基因结构，显示 Bc F12 的单碱基缺失以及 bae1 对应区域分为 bae1a 和 bae1b。
该子图是基因结构与序列差异示意图，不属于可直接读表复现的统计图。
B. acidifaciens T6SS 对其他 WildR Bacteroidales 物种产生毒害作用。(A) 所示 B. acidifaciens 菌株（受体）与 B. acidifaciens 野生型或 ΔtssC（供体）在体外竞争生长后的归一化生长产量（最终/初始 CFU，mean ± SD）。数据代表至少三次生物学重复。*p ≤ 0.05（双尾 t 检验）。CFU，菌落形成单位；bae，e；bai，i。(B) 在与从 WildR 群落中分离的所示物种进行体外生长竞争实验期间，野生型 B. acidifaciens 相对于 ΔtssC 衍生株的平均（± SD）相对适合度。数据代表三次生物学重复。*表示 T6SS 对竞争能力具有显著重要性（非配对双尾 t 检验。p < 0.05）。(C) 用于建立 WildR 的两只最初野外捕获供体小鼠中 WildR 物种的丰度（% reads per kilobase per million）（Rosshart et al., 2017）。(D) 将 B. acidifaciens Δbae1 Δbai1 Δbae2 Δbai2 与野生型或 T6SS 失活（ΔtssC）的 B. acidifaciens 共同灌胃无菌小鼠后，所采集小鼠粪便样本中该菌株的丰度。ND，未检出。*p < 0.05（重复测量混合模型 ANOVA 及 Šidák 多重比较检验）。(E) 将 B. caecimuris F5 与 B. acidifaciens 野生型或 ΔtssC 共同灌胃无菌小鼠后，B. caecimuris F5 的相对丰度（相对于总 Bacteroides）。*p < 0.05（重复测量双因素 ANOVA 及 Šidák 多重比较检验）。对于 D 和 E，n = 6 只小鼠，来自两次独立重复。箱线图表示各条件下的四分位距和均值；须表示可检测到的最小值和最大值；点表示单个数值。图 2—源数据 1. 细菌种群定量数据。
图片来自 Elife（Shen BA, et al.），doi:10.7554/eLife.110200，按 CC BY 4.0 许可原样转载。
横轴是 B. acidifaciens 受体菌株，纵轴是最终/初始 CFU；深灰和浅灰分别表示野生型与 ΔtssC 供体。柱和误差线表示 mean ± SD，圆点为重复值；星号表示 *p ≤ 0.05，比较同一受体在两种供体条件下的生长产量。
图 2 配有细菌种群定量源数据表，可用于绘制竞争后的归一化生长产量。（数据：elife-110200-fig2-data1.xlsx）
纵轴列出竞争物种，横轴为相对竞争指数，图中标为 B. acid ΔtssC/B. acid wild-type，虚线位于 1；蓝、灰、绿分别对应 Eubacteriales、Enterobacterales、Bacteroidales。柱和误差线表示均值及 SD，圆点为三次生物学重复，星号表示 T6SS 对竞争能力的作用显著（p < 0.05）。
图 2 的细菌种群定量源数据可支持计算和绘制各物种的相对竞争指数。（数据：elife-110200-fig2-data1.xlsx）
两组横向条形图分别对应 Wild Mouse #1 和 Wild Mouse #2，纵轴为物种，横轴为丰度（% RPKM），采用对数刻度。比较条形长度可判断各物种在两只供体中的丰度差异。
图 2 提供细菌种群定量源数据，与该子图的物种丰度统计对应。（数据：elife-110200-fig2-data1.xlsx）
横轴为灌胃后天数，纵轴为 B. acidifaciens Δbae1 Δbai1 Δbae2 Δbai2 丰度（log %）；深灰和浅灰分别代表野生型与 ΔtssC 供体。箱体表示四分位距和均值，须为可检测最小值至最大值，点为个体值；ND 表示未检出，星号表示组间 *p < 0.05。
图 2 的细菌种群定量源数据可用于绘制各时间点的小鼠粪便菌株丰度。（数据：elife-110200-fig2-data1.xlsx）
横轴为灌胃后天数，纵轴为 B. caecimuris F5 相对于总 Bacteroides 的丰度（%）；深灰和浅灰分别代表共同灌胃的 B. acidifaciens 野生型与 ΔtssC。箱体表示四分位距和均值，须为可检测最小值至最大值，点为个体值；星号表示 *p < 0.05，重点比较第 28 和 35 天两组丰度。
图 2 的细菌种群定量源数据可用于绘制 B. caecimuris F5 随时间变化的相对丰度。（数据：elife-110200-fig2-data1.xlsx）
B. acidifaciens T6SS 对 WildR 群落中共存物种的活性。(A) 整合型质粒 pNBU2-ermG:: tssC 转入 B. acidifaciens 的体外交配效率。‘RM silent’表示通过突变去除了质粒上的一个 B. acidifaciens 甲基化基序。所示数据为 3 次独立交配的 mean ± SD。N.D.，未检出；D.L.，检测限。(B) 缺失不同 T6SS 结构组分的 B. acidifaciens 供体与所示受体物种进行体外生长竞争后的受体丰度。(C) 所示 WildR 分离株（受体）与 B. acidifaciens 供体进行体外生长竞争的竞争指数。对于 B 和 C，数据展示一次生物学重复中技术重复的 mean ± SD，代表至少三次生物学重复的结果。双侧 t 检验，*p ≤ 0.05；所有其他比较均无显著性。(D) 与 B. acidifaciens 野生型或 ΔtssC 共同定植的无菌小鼠盲肠内容物中 B. caecimuris F5 的丰度。数据展示 mean ± SD，点表示两次生物学重复中各只小鼠的数值（n=6）。*p ≤ 0.05（双侧 t 检验）。(E) 与 B. acidifaciens 野生型或 ΔtssC 及 P. vulguatus 共同定植的无菌小鼠（n = 6，两次生物学重复）粪便中 P. vulguatus 的丰度。箱线图表示四分位距，并标明各条件的均值；须表示最小值和最大值；点表示个体数值。*p ≤ 0.05（双因素重复测量 ANOVA 检验及 Šidák 多重比较检验）。(F) E 图所述小鼠盲肠内容物中 P. vulguatus 的丰度。数据展示 mean ± SD，点表示各只小鼠的数值（n = 6）。根据双侧 t 检验，按 B. acidifaciens 基因型分组未发现统计学差异。(G) WildR F7 代中部分 WildR Bacteroidales 物种的相对丰度（% reads per kb per million）。数据为冷冻保存的 WildR 储存样本及用于传代 WildR F7 群落的小鼠的两份粪便样本的 mean + SD。
图片来自 Elife（Shen BA, et al.），doi:10.7554/eLife.110200，按 CC BY 4.0 许可原样转载。
横轴比较是否进行 RM silent 改造，纵轴为转接合子数量，采用对数刻度。柱及误差线表示 3 次独立交配的 mean ± SD；虚线为检测限，未改造组未检出。
清单未明确提供质粒交配效率数据，不能确认细菌种群定量文件包含此项实验。
横轴为两种受体，纵轴为受体终末与初始丰度之比；不同灰度表示 WT、ΔtssC、ΔtssN 和 ΔclpV 供体。点为技术重复，误差线为 SD；星号表示与横线连接组的比较达到 *p ≤ 0.05。
Figure 2 的 Source Data 标明提供细菌种群定量数据，与该图受体丰度定量对应。（数据：elife-110200-fig2-data1.xlsx）
两个小图分别展示 P. vulguatus 和 B. caecimuris F5，纵轴为竞争指数（R/D），两图纵轴范围不同。黑、白、灰柱分别表示野生型空载体、ΔclpV 空载体及 ΔclpV 回补，误差线为 SD；星号标示 *p ≤ 0.05。
Figure 2 的细菌种群定量 Source Data 与供受体竞争指数的定量相对应。（数据：elife-110200-fig2-data1.xlsx）
横轴为灌胃后第 35 天，纵轴为 B. caecimuris F5 丰度百分比；深灰与浅灰分别对应野生型和 ΔtssC 供体。点表示单只小鼠，柱及误差线为 mean ± SD；ΔtssC 组丰度较高，星号表示双侧 t 检验 *p ≤ 0.05。
Figure 2 的细菌种群定量 Source Data 与小鼠盲肠菌群丰度数据对应。（数据：elife-110200-fig2-data1.xlsx）
横轴为灌胃后天数，纵轴为 P. vulguatus 丰度百分比，并使用断轴；深灰和浅灰分别代表野生型与 ΔtssC 供体。箱体为四分位距并标明均值，须为最小值至最大值，点为个体数值；第 14 天的星号表示重复测量分析及多重比较后 *p ≤ 0.05。
Figure 2 的细菌种群定量 Source Data 与粪便细菌丰度的纵向测量对应。（数据：elife-110200-fig2-data1.xlsx）
横轴为灌胃后第 42 天，纵轴为 P. vulguatus 丰度百分比，深灰与浅灰分别表示野生型和 ΔtssC 供体。柱及误差线为 mean ± SD，点表示各只小鼠；双侧 t 检验未发现组间统计学差异。
Figure 2 的细菌种群定量 Source Data 与该盲肠细菌丰度测量对应。（数据：elife-110200-fig2-data1.xlsx）
纵轴列出物种，横轴为 WildR F7 中的相对丰度（% RPKM），使用对数刻度。绿色横条及误差线表示冷冻储存样本和两份粪便样本的 mean + SD，可比较各物种的丰度水平。
清单未明确列出该物种水平 RPKM 数据，目和属水平丰度表不能直接复现本图。
B. acidifaciens 在 WildR 群落中的维持由 T6SS 介导。(A) 利用小鼠肠道承载能力，在不影响群落结构的情况下，促进改造菌株在 WildR 微生物群建立期间定植的方法示意图。左：概念验证实验设计，评估灌胃时提高 B. acidifaciens 相对于 WildR 微生物群的用量所产生的影响。右：评估 T6SS 对 B. acidifaciens 在 WildR 微生物群定植的小鼠肠道中适应度的重要性的实验设计。对以 WildR 和不同水平的 B. acidexo 定植的无菌小鼠，分析灌胃液（day 0）或灌胃后粪便样本中的总 B. acidifaciens 群体 (B) 或引入的 B. acidifaciens 群体 (C, D)。(B) 从粪便样本提取的 DNA 中扩增 16S rRNA 基因并测序，据此计算 B. acidifaciens 的总丰度。灌胃不同量 B. acidexo 的小鼠之间，B. acidifaciens 丰度差异不显著（n = 4 mice/sample，混合效应分析）。(C) 通过 qPCR 测定所示粪便样本中 B. acidexo 相对于总 B. acidifaciens 的丰度。(D) 通过在选择性培养基上涂板计数 CFU，测定所示粪便样本中 B. acidexo 的丰度。(E) 对以 WildR 和不同量 B. acidexo 定植的小鼠采集粪便，利用其 16S rRNA 基因扩增子测序数据计算加权 Unifrac 多样性指标，并进行主坐标分析。对以 WildR 群落和 10 倍过量的野生型或 ΔtssC B. acidexo 定植的无菌小鼠，定量灌胃液（day 0）和灌胃后粪便样本中的 B. acidexo (F, G) 或总 B. acidifaciens 群体 (H)。两次生物学重复中，每株菌 n = 8 只小鼠。(F) B. acidexo 和 B. acidexo ΔtssC 的 CFU 定量。*p ≤ 0.05（重复测量双因素 ANOVA 和 Šidák 多重比较检验）。(G) 通过 qPCR 测定 B. acidexo 或 B. acidexo ΔtssC 相对于总 B. acidifaciens 群体的丰度。*p ≤ 0.05（重复测量双因素 ANOVA 和 Šidák 多重比较检验）。(H) 根据 16S rRNA 基因扩增子测序计算 B. acidifaciens 的总丰度。纳入仅由 WildR 群落定植的小鼠样本（无 B. acidexo，白色箱体）作为比较。基于 B. acidexo 基因型的 B. acidifaciens 丰度差异不显著（混合模型 ANOVA 检验）。对于 B–D 和 F–H，箱线图表示四分位距，并标出各条件的均值，须线表示可检测到的最大值和最小值，点表示各只小鼠的数值。图 3—源数据 1. 细菌群体定量数据。图 3—源数据 2. PCA 图数据。
图片来自 Elife（Shen BA, et al.），doi:10.7554/eLife.110200，按 CC BY 4.0 许可原样转载。
左侧将 WildR 与 0、1x、10x、100x 的引入菌混合灌胃，右侧比较野生型和 ΔtssC 菌株。下方时间轴标出灌胃及粪便、盲肠样本采集时间。
该子图为实验流程示意图，不属于可直接读表复现的统计图。
横轴为灌胃后天数，纵轴为 B. acidifaciens 占总细菌的百分比，按引入量分组；ND 表示未检出。点代表各小鼠，箱体为四分位距并标出均值，须线为可检测最大、最小值；n.s. 表示组间差异不显著。
图 3 的细菌群体定量源数据可用于绘制该丰度箱线图。（数据：elife-110200-fig3-data1.xlsx）
横轴为灌胃后天数，纵轴为 qPCR 测得的引入菌占总 B. acidifaciens 的百分比，颜色和分组对应 1x、10x、100x 引入量。比较后期各组的占比，可见高引入量组维持了更高的占比；箱体为四分位距并标出均值，点为各小鼠，须线为可检测极值。
图 3 的细菌群体定量源数据对应此处 qPCR 丰度结果。（数据：elife-110200-fig3-data1.xlsx）
横轴为灌胃后天数，纵轴为选择性培养测得的引入菌丰度（log CFU/g），按 1x、10x、100x 分组。箱体为四分位距并标出均值，点为各小鼠，须线为可检测极值；重点比较各组第 27 天的丰度。
图 3 的细菌群体定量源数据可用于重绘 CFU 箱线图。（数据：elife-110200-fig3-data1.xlsx）
横纵轴为加权 Unifrac 主坐标 PC1（31.9%）和 PC2（12.7%），点形区分引入量，颜色区分灌胃液及采样时间。各引入量的点大量重叠，可据此观察不同处理的群落结构分布。
清单提供图 3 的 PCA 图源数据，可直接读取排序坐标作图。（数据：elife-110200-fig3-data2.xlsx）
横轴为灌胃后天数，纵轴为引入菌丰度（log CFU/g）；深紫色为野生型，浅紫色为 ΔtssC。箱体为四分位距并标出均值，点为各小鼠，须线为可检测极值；第 28、56 天的星号表示 *p ≤ 0.05，ΔtssC 丰度较低。
图 3 的细菌群体定量源数据包含对应的菌株 CFU 定量结果。（数据：elife-110200-fig3-data1.xlsx）
横轴为灌胃后天数，纵轴为 qPCR 测得的引入菌占总 B. acidifaciens 的百分比，深紫和浅紫分别表示野生型与 ΔtssC。箱体为四分位距并标出均值，点为各小鼠，须线为可检测极值；第 14、28 天的星号表示 *p ≤ 0.05。
图 3 的细菌群体定量源数据可用于重绘两种基因型的相对丰度。（数据：elife-110200-fig3-data1.xlsx）
横轴为灌胃后天数，纵轴为 B. acidifaciens 占总细菌的百分比，采用对数刻度并另列 ND；白色为仅 WildR，深紫和浅紫分别为加入野生型及 ΔtssC。箱体为四分位距并标出均值，点为各小鼠，须线为可检测极值；n.s. 表示所比较组间差异不显著。
图 3 的细菌群体定量源数据对应此处物种总丰度比较。（数据：elife-110200-fig3-data1.xlsx）
向 WildR 中添加 B. acidexo 不会改变群落组成，并能原位测量 T6SS 介导的适合度。向无菌小鼠灌胃 WildR 群落及相对于内源种群的指定量 B. acidexo 后，从粪便（A）和盲肠内容物（B）中回收的 B. acidexo。（C, D）从定植有 WildR 和 B. acidexo 菌株的小鼠粪便（D）或盲肠内容物（E）中回收的 B. acidexo 或 B. acidexo ΔtssC。*p ≤ 0.05（C 中采用重复测量双因素 ANOVA 检验和 Šidák 多重比较检验，D 中采用非配对 t 检验）。对于子图 A–D 中的数据，箱线图表示四分位距，并标出各条件的均值，须线表示最小值和最大值，点表示单只小鼠的数值。（E）根据仅定植 WildR 或同时定植 WildR 与指定 B. acidexo 菌株的小鼠粪便的 16S rRNA 扩增子测序数据计算加权 Unifrac 多样性指标，并进行主坐标分析。灌胃样本以粉色突出显示，其余各时间点的粪便及盲肠样本（灌胃后 56 天采集）按图示着色。所示数据来自一次生物学重复，代表所进行的两次实验。
图片来自 Elife（Shen BA, et al.），doi:10.7554/eLife.110200，按 CC BY 4.0 许可原样转载。
横轴为灌胃后天数，纵轴为 B. acidexo 丰度（log CFU/g）；三个区段分别为相对内源种群的 1x、10x 和 100x 接种量。箱体表示四分位距，标出均值，须线为最小值和最大值，空心点为单只小鼠；比较各剂量后期的丰度可见 100x 组维持较高水平。
Figure 3 的 Source Data 提供细菌种群定量数据，与本图菌株丰度箱线图对应。（数据：elife-110200-fig3-data1.xlsx）
横轴为灌胃后第 27 天，纵轴为盲肠内容物中 B. acidexo 丰度（log CFU/g cecal contents），颜色区分 1x、10x 和 100x 接种量。箱体表示四分位距并标出均值，须线为极值，空心点为单只小鼠；100x 组的数值较集中且整体较高。
Figure 3 的细菌种群定量 Source Data 与盲肠菌株丰度数据对应。（数据：elife-110200-fig3-data1.xlsx）
横轴为灌胃后天数，纵轴为粪便菌株丰度（log CFU/g）；深紫色为野生型，浅紫色为 ΔtssC，空心点代表单只小鼠。箱体表示四分位距并标出均值，须线为极值；第 28–56 天野生型丰度较高，星号表示 *p ≤ 0.05，采用重复测量双因素 ANOVA 和 Šidák 多重比较检验。
Figure 3 的细菌种群定量 Source Data 可用于绘制两菌株随时间变化的丰度箱线图。（数据：elife-110200-fig3-data1.xlsx）
横轴为灌胃后第 56 天，纵轴为盲肠内容物中的菌株丰度；深紫色为野生型，浅紫色为 ΔtssC。箱体表示四分位距并标出均值，须线为极值，空心点为单只小鼠；野生型丰度高于 ΔtssC，星号表示非配对 t 检验 *p ≤ 0.05。
Figure 3 的细菌种群定量 Source Data 与第 56 天盲肠丰度比较对应。（数据：elife-110200-fig3-data1.xlsx）
横纵轴为主坐标 PC1（19.9%）和 PC2（10.8%）；方形、三角形和圆形分别表示未添加 B. acidexo、添加野生型和添加 ΔtssC。粉色表示灌胃样本，其余颜色表示采样时间；不同形状的点广泛重叠，未见按添加菌株明显分离。
Figure 3 的 Source Data 明确提供 PCA 绘图数据，可用于重绘该主坐标散点图。（数据：elife-110200-fig3-data2.xlsx）
在WildR定植小鼠中，P. vulgatus从编码T6SS的ICE获得的适合度收益有限。(A) 将WildR灌胃至无菌小鼠后7或14天采集粪便样本，提取DNA，通过5′或3′ ICE-Seq分析确定来源于所示物种的已比对ICE连接位点频率（n = 4）。图中标明了分笼或同笼饲养的小鼠。(B) 使用P. vulgatus ICE或ICE ΔtssC与从WildR微生物群中分离的受体菌株进行体外生长竞争实验所得的相对竞争指数（Pseudomonadata，灰色；Bacteroidota，绿色）。显示三个生物学重复的均值 ± SD。星号表示两种供体菌株之间竞争指数差异具有统计学显著性的受体物种（p < 0.05，非配对双尾t检验）。(C) 与B. acidifaciens体外共同生长后，含有所示ICE版本的P. vulgatus菌株的回收情况。显示一个生物学重复及其相关技术重复的均值 ± SD，这些结果代表至少三个生物学重复的结果。*p ≤ 0.05（双尾t检验）。bae，e；bai，i。(D) 在与P. vulgatus ICE或P. vulgatus ICE ΔtssC共同定植的小鼠（n = 4）中采集粪便，使用针对P. vulgatus exo或亲本内源菌株的特异性引物进行qPCR测定，确定野生型P. vulgatus的相对丰度。箱线图表示四分位距，并标明各条件的均值，须表示最小值和最大值，点表示单只小鼠的数值。*p ≤ 0.05（重复测量双因素ANOVA和Šidák多重比较检验）。(E) 用于检验P. vulexo + T6SS-ICE在WildR群落中适合度的实验设计示意图。(F) 按照(E)所示，与WildR群落共同定植的小鼠在灌胃后粪便样本中P. vulexo + ICE（深蓝色）或P. vulexo + ICE ΔtssC（浅蓝色）的回收情况。通过在选择性培养基（erm）上涂板确定CFUs。箱线图表示四分位距，并标明各条件的均值，须表示最小值和最大值，点表示单只小鼠的数值。子图F的数据来自两个生物学重复，每个重复每组4只小鼠（n = 8）。*p < 0.05（重复测量双因素ANOVA和Šidák多重比较检验，用于比较P. vulgatus ICE和ICE ΔtssC群体），†p < 0.05（非配对t检验，用于比较第7天和第56天样本）。图4—源数据1. ICE-seq读段比对定量。图4—源数据2. 细菌群体定量数据。图4—源数据3. PCA图数据。
图片来自 Elife（Shen BA, et al.），doi:10.7554/eLife.110200，按 CC BY 4.0 许可原样转载。
横轴为小鼠M1–M4及其笼位，左右分别为5′和3′端分析，纵轴为已比对ICE连接位点的比例。颜色标示不同物种、整合位点或环状ICE；比较各小鼠的颜色构成及两端结果的一致性。
图4源数据1明确提供ICE-seq读段比对定量，可用于绘制连接位点比例堆叠图。（数据：elife-110200-fig4-data1.xlsx）
纵轴列出受体菌，横轴为相对竞争指数Pv-ICE（ΔtssC/wild-type），采用对数刻度；灰色和绿色分别代表Pseudomonadata和Bacteroidota。条形和误差线表示三个生物学重复的均值 ± SD，圆点为重复值，星号表示供体菌株间差异达到p < 0.05。
图4源数据2提供细菌群体定量数据，对应该图体外竞争实验的定量结果。（数据：elife-110200-fig4-data2.xlsx）
横轴为转入P. vulgatus的ICE类型，纵轴为P. vulgatus终末与初始丰度之比；深灰和浅灰分别表示B. acidifaciens供体为wild-type或ΔtssC。条形和误差线为一个生物学重复及其技术重复的均值 ± SD，星号表示*p ≤ 0.05。
图4源数据2提供细菌群体定量数据，可用于计算并绘制菌株回收的丰度比值。（数据：elife-110200-fig4-data2.xlsx）
横轴为灌胃后天数，纵轴为亲本P. vulgatus的相对丰度；深蓝和浅蓝分别表示加入ICE或ICE ΔtssC菌株的条件。箱体为四分位距并标明均值，须为最小值和最大值，圆点为单只小鼠；星号表示*p ≤ 0.05。
图4源数据2为细菌群体定量数据，可用于重绘各时间点的小鼠相对丰度箱线图。（数据：elife-110200-fig4-data2.xlsx）
示意将WildR与携带wild-type ICE或ΔtssC ICE的P. vul exo共同灌胃小鼠。下方时间轴标示第0天灌胃、后续粪便采集，以及第56天粪便和盲肠样本采集。
该子图为实验设计示意图，不属于可用表格数据直接复现的统计图。
横轴为灌胃后天数，纵轴为P. vul exo丰度（log CFU/g）；深蓝为ICE，浅蓝为ICE ΔtssC。箱体为四分位距并标明均值，须为最小值和最大值，点为单只小鼠；*表示同一时间两组比较p < 0.05，†表示第7天与第56天比较p < 0.05。
图4源数据2提供细菌群体定量数据，对应各时间点选择性培养计数结果。（数据：elife-110200-fig4-data2.xlsx）
T6SS-ICE 在 WildR 中的分布提示其对某些 Bacteroides sp. 的适应度益处有限。(A) 用于鉴定编码 ICE 的 WildR 物种的 ICE-seq 方法示意图。为简明起见，应用于 ICE 两端的连接处扩增与测序策略仅展示了 3′ 端。(B) 通过体外接合和选择性平板培养，将 ICE 从 B. acidifaciens（以 CmR 标记）转移至 P. vulgatus（以 ErmR 标记）的示意图。(C) 获得所示版本 ICE 的 P. vulgatusexo + ICE 接合转移子中 ICE 插入位点的按比例绘制示意图。(D) 通过 qPCR 测定，与 WildR 群落共同定植的小鼠粪便样本中所示 P. vulgatusexo 的丰度（相对于总 P. vulgatus）。箱线图表示四分位距，并标示每种条件的均值，须线表示最小值和最大值，点表示来自两个生物学重复的单只小鼠的数值（n = 8）。星号表示在所示时间点 P. vulexo + ICE 与 P. vulexo + ICE ΔtssC 频率之间存在显著差异（p < 0.05，Šídák’s 多重比较检验，含多重比较的混合模型 ANOVA）。N.D.，未检出。(E) 对定植了 WildR 以及 P. vulexo + ICE（实心圆）或 P. vulexo + ICE ΔtssC（空心圆）的小鼠粪便进行 16S rRNA 基因扩增子测序，根据所得数据计算的加权 Unifrac 多样性指标的主坐标分析（n=8/group across 2 biological replicates）。早期时间点的群落组成在组间存在差异（紫色；Rep 1, p = 0.021, pseudo-F = 2.7; Rep 2, p = 0.011, pseudo-F = 12，PERMANOVA 检验），但在晚期时间点差异较小或不显著（橙色；Rep 1, p = 0.25, pseudo-F = 1.3; Rep 2, p = 0.003, pseudo-F = 5）。
图片来自 Elife（Shen BA, et al.），doi:10.7554/eLife.110200，按 CC BY 4.0 许可原样转载。
沿箭头阅读：从 WildR 样本剪切并扩增 ICE 两端连接处，加入接头后测序，再将读段比对至基因组目录。筛选同一 contig 上来自两端的唯一比对后，计算各物种的连接处读段比例；图中仅画出 3′ 端的扩增策略。
这是 ICE-seq 实验与分析流程示意图，不属于可直接读表复现的统计图。
箭头表示带 CmR 标记的 B. acidifaciens 与带 ErmR 标记的 P. vulgatus 经 24 小时厌氧共培养，再用 CmR + ErmR 双重选择获得携带 ICE 的接合转移子。
这是接合转移与抗性筛选流程示意图，而非统计数据图。
三行分别显示完整 ICE、ΔtssC 和 Δe1 Δi1 Δe2 Δi2 版本的插入位置，绿色箭头表示附近基因及其方向。橙色标记指示 ICE 插入位点与对应序列，每行的 200 bp 标尺用于判断距离。
这是按比例绘制的基因组插入位点示意图，不属于直接读表绘制的统计图。
横轴为灌胃后天数，纵轴为目标 P. vulgatus 占总 P. vulgatus 的百分比，采用对数刻度，底部 ND 表示未检出；深蓝和浅蓝分别表示完整 ICE 与 ΔtssC 组。箱体为四分位距并标示均值，须线为最小值和最大值，圆点为单只小鼠；星号表示对应时间点两组差异达到 p < 0.05，主要见于第 7–28 天。
清单提供 Figure 4 的细菌种群定量 Source Data，与该子图的 qPCR 丰度数据对应。（数据：elife-110200-fig4-data2.xlsx）
左右分别为两个生物学重复的加权 Unifrac 主坐标分析，横纵轴为 PC1 和 PC2，括号标示解释比例；点越接近表示群落组成越相似。实心与空心圆分别表示完整 ICE 与 ΔtssC 组，紫色为第 14、18、21 天，橙色为第 42、49、56 天；结合图注的 PERMANOVA 结果，早期组间差异较明显，晚期减弱。
清单提供 Figure 4 的 PCA plot data，可用于直接绘制该主坐标散点图。（数据：elife-110200-fig4-data3.xlsx）
B. acidifaciens 的 T6SS 靶向一株来源于 WildR 的 P. vulgatus 菌株。CFUs 表示野生型或 T6SS 失活的 B. acidifaciens 与 P. vulgatus 共培养后所示菌株的种群数量。数据表示均值和标准误（n=3, *P<0.01，使用 log ><0.01 的 t 检验，使用 log 转换数据的 t 检验）
图片来自 Elife（Shen BA, et al.），doi:10.7554/eLife.110200，按 CC BY 4.0 许可原样转载。
横轴为 B. acidifaciens 基因型 WT 和 ΔtssC，纵轴为对数刻度的 CFU/mL；灰柱代表 B. acidifaciens，白柱代表 P. vulgatus。柱和误差线表示均值及标准误，n=3；上方星号表示 *P<0.01，图注注明对 log 转换数据进行 t 检验。比较两组白柱可见，ΔtssC 组的 P. vulgatus 数量更高。
补充文件清单未明确列出作者回复图的数据，无法确认哪些细菌数量表包含该共培养实验的数值。
ICE-seq 分析表明，将 P. vulgatus ICE 引入 WildR 定植小鼠后，对内源菌株间 ICE 分布的影响很小。图中展示了将 WildR 和 P. vulgatus ICE 灌胃给予无菌小鼠后第 7 或第 56 天采集的粪便样本中提取的 DNA，经 5¢ 或 3¢ ICE-Seq 分析确定的、来源于所示物种的已比对 ICE 连接位点的频率。
图片来自 Elife（Shen BA, et al.），doi:10.7554/eLife.110200，按 CC BY 4.0 许可原样转载。
左右两组堆叠柱分别表示 5′ end 和 3′ end 分析；横轴按小鼠 M1、M2、M3 分组，每只小鼠展示灌胃后 7、56 天，纵轴为已比对 ICE 连接位点的比例（%）。颜色对应图例中的物种或插入位点，部分低丰度区域通过引线放大展示；比较同一小鼠两个时间点的颜色构成，可观察 ICE 分布变化。
清单虽有 Figure 4 的 ICE-seq 比对定量文件，但未明确包含本作者回复图的数据，无法确认对应数据位置。
研究问题
数据与样本
实验流程
- 1建立菌群资源：将WildR材料灌胃至无菌小鼠，制备冻存参考菌群，并分离、培养及鉴定群落菌株。
- 2刻画群落组成：对宏基因组读段去接头并去除小鼠序列，使用基于CMMG目录的Kraken2-Bracken流程进行分类。
- 3重建菌群基因组：整合Illumina与MinION读段，进行混合组装、纠错、分箱、质量评估及基因注释，鉴定ICE编码的T6SS。
- 4检验菌间拮抗：结合遗传操作、WildR群落内菌株功能性替换及体外细菌生长竞争实验，考察B. acidifaciens的T6SS功能。
- 5区分定植阶段：通过悉生小鼠定植研究及粪便、盲肠样本菌群定量，比较T6SS功能对初始定植和长期维持的影响。
- 6追踪元件分布：使用ICE-seq靶向测序分析T6SS-ICE在WildR不同物种中的分布。
- 7验证跨菌株效应：将T6SS-ICE转移至Phocaeicola vulgatus，在小鼠中观察其定植收益及后续种群变化。
关键方法与工具
- Kraken2-Bracken
- 宏基因组物种分类
- MUFFIN 1.0.6
- 重建宏基因组组装基因组
- MetaFlye
- 短长读段混合组装
- Polypolish
- 以短读段纠正组装错误
- CheckM
- 评估基因组分箱质量
- GTDB-tk
- 基因组分类鉴定
- Prokka
- 基因组注释
- ICE-seq
- 追踪T6SS-ICE分布
设计思路
主要发现
- WildR分离株B. acidifaciens利用T6SS拮抗同一群落中的拟杆菌目细菌。
- T6SS功能丧失损害B. acidifaciens的长期维持，但不影响初始定植。
- T6SS位于ICE上，ICE-seq显示该元件分布于特定拟杆菌目和鼠杆菌科物种中，且似乎近期发生过物种间交换。
- 将T6SS-ICE转移至Phocaeicola vulgatus可在小鼠中带来短暂定植优势，但与最终种群衰减相关。
可借鉴之处
- 研究菌群功能时，可借鉴在复杂群落内进行菌株功能性替换的策略，将特定遗传功能与群落中的菌株表现联系起来。
- 定植研究可分别评估初始建立和长期维持，避免用早期定植结果代替持续存在能力。
- 对可移动遗传元件，可结合靶向测序追踪其群落分布，再通过跨菌株转移验证功能是否具有背景依赖性。
数据与代码
原始测序读段及组装基因组存于NCBI BioProject PRJNA1367654，MAG序列存于Zenodo（10.5281/zenodo.17716312），既往数据来自PRJNA390686，图表数值见随文源数据，分析工具获取方式见方法部分，研究菌株可向通讯作者申请且商业用途受Taconic转让协议限制。
- github.com/SilasK/Krak
- github.com/RVanDamme/MUFFIN
- github.com/mikolmogorov/Flye
- github.com/rrwick/Polypolish
- github.com/lbcb-sci/raven
- github.com/rrwick/Trycycler
- github.com/RVanDamme/MUFFINv1.0.6Software
- github.com/mikolmogorov/Flyev2.7Software
- github.com/rrwick/Polypolishv0.5.0Software
- github.com/lbcb-sci/ravenv1.8.1Software
- elife-110200-fig1-data1.xlsx17 KBFigure 1—source data 1. Order-level abundance (percentage) in WildR microbiome generations based on Kraken2 analysis.
- elife-110200-fig1-data2.xlsx32 KBFigure 1—source data 2. Genus abundance data in WildR microbiome generations.
- elife-110200-fig2-data1.xlsx27 KBFigure 2—source data 1. Bacterial population quantification data.
- elife-110200-fig3-data1.xlsx26 KBFigure 3—source data 1. Bacterial population quantification data.
- elife-110200-fig3-data2.xlsx831 KBFigure 3—source data 2. PCA plot data.
- elife-110200-fig4-data1.xlsx11 KBFigure 4—source data 1. ICE-seq read mapping quantification.
- elife-110200-fig4-data2.xlsx19 KBFigure 4—source data 2. Bacterial population quantification data.
- elife-110200-fig4-data3.xlsx66 KBFigure 4—source data 3. PCA plot data.
- elife-110200-supp1.xlsx51 KBSupplementary file 1. Description of genomes and metagenome assembled genomes from the WildR murine gut microbiome.
- elife-110200-supp2.xlsx10 KBSupplementary file 2. Comparison of the T6SS sturctural genes in B. acidifaciens WildR to GA1 T6SSs in Bacteroides spp. isolated from humans.
- elife-110200-supp3.xlsx10 KBSupplementary file 3. B. acidifaciens and B. caecimuris methylated motifs identified by PacBio sequencing.
- elife-110200-supp4.xlsx11 KBSupplementary file 4. Media and growth conditions for isolating and culturing select species from the WildR gut microbiome.
- elife-110200-supp5.xlsx16 KBSupplementary file 5. Gene fragments used in this study.
其他补充文件（1 个）
- elife-110200-mdarchecklist1.pdf 191 KB MDAR checklist
局限
- 功能验证基于小鼠及WildR菌群，不能直接推及人类肠道菌群。
- T6SS的收益具有背景依赖性，在B. acidifaciens中的长期维持作用不能直接推广至其他菌株。
摘要（中文翻译）
栖息于哺乳动物肠道的细菌在密集群落中共存，其中接触依赖性拮抗机制广泛存在。VI型分泌系统（T6SS）是一条细菌间毒素递送途径，广泛存在于肠道拟杆菌目细菌中，但其在自然演化的微生物组中的功能仍不明确。在此，我们在源自野生小鼠、具有生理相关性的肠道群落（WildR微生物组）中，考察拟杆菌属细菌T6SS的作用。通过新开发的遗传操作工具，以及在WildR群落中对菌株进行功能性替换的策略，我们证明WildR分离株B. acidifaciens利用T6SS拮抗共同居住的拟杆菌目细菌。我们还发现，T6SS功能丧失会损害B. acidifaciens在群落中的长期维持，但不影响其初始定植，从而确立了该系统是菌株持续存在的决定因素。我们鉴定的T6SS位于一个整合接合元件（ICE）上。靶向测序方法ICE-seq揭示，T6SS-ICE分布于WildR微生物组中特定的拟杆菌目和鼠杆菌科物种中，而且似乎近期曾在这些物种之间发生交换。我们还发现，将T6SS-ICE转移至WildR分离株Phocaeicola vulgatus可使其在小鼠中获得短暂的定植优势，但与最终的种群衰减相关。我们的发现表明，T6SS能够稳定特定菌株在复杂、共同演化的肠道微生物组中的存在，但其价值取决于具体背景，并受到宿主群落生态与生理环境的制约。
英文原文摘要
Bacteria inhabiting the mammalian gut coexist in dense communities where contact-dependent antagonism mechanisms are widespread. The type VI secretion system (T6SS) is an interbacterial toxin delivery pathway prevalent among gut Bacteroidales, yet its function in naturally evolved microbiomes remains poorly defined. Here, we examine the role of the T6SS in Bacteroides within a physiologically relevant gut community derived from wild mice (the WildR microbiome). Using newly developed genetic tools and a strategy for functional replacement of strains within the WildR community, we demonstrate that the WildR isolate B. acidifaciens employs a T6SS to antagonize co-resident Bacteroidales. We also show that loss of T6SS function compromises the long-term maintenance of B. acidifaciens in the community but not its initial colonization, establishing the system as a determinant of strain persistence. The T6SS we identified resides on an integrative and conjugative element (ICE). ICE-seq, a targeted sequencing approach, reveals that the T6SS-ICE is distributed among select Bacteroidales and Muribaculaceae species in the WildR microbiome, between which it appears to be recently exchanged. We also show that transfer of the T6SS-ICE to WildR isolate Phocaeicola vulgatus confers transient colonization benefits in mice, but is linked to eventual population decline. Our findings demonstrate that the T6SS can stabilize the presence of specific strains within a complex, co-evolved gut microbiome, yet its value is context dependent and constrained by the ecological and physiological landscape of the host community.
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