微生物时间序列分析方法综述

梁晓一

【摘 要】关于微生物时间序列的研究提供了对从海洋到人类微生物群落稳定性和动态的新见解。专用于时间序列的分析工具使这些数据受到充分利用。这些工具可以揭示周期模式，有助于建立预测模型，或者量化异常行为。此外，微生物间随时间变化的相互作用可以用来构造随时间变化的关联网络。本文通过分析介绍这些技术来说明它们在微生物研究上的潜在价值。

【关键词】微生物群落 宏基因组 时间序列

高通量测序方法的改进使得关于各种环境下微生物群落随时间变化情况的纵向研究大大增加。这些时间序列研究可以提供对于微生物群落稳定性的独特生态见解，同时也能了解无法以其他方式获得的微生物群落应对扰动的响应。

1通过时间序列数据了解微生物

在近期的纵向研究中，大约一半的微生物群落有负斜率时间衰减曲线，也就是说，这些微生物群落间的不同随时间增加为增加。此外，微生物群落多样性随时间变化的情况与环境有关，在相同的环境下，其多样性差异不大，在不同的环境中，微生物群落多样性差异很大。例如，土壤和酿酒厂废水中微生物多样性最低，然而人类手掌和婴儿肠道的微生物多样性最高。对海洋微生物进行的长期研究表明，相对与其他因素，微生物群落中的个别成员会受到季节变化的强烈影响。同时，另一些微生物群落在定殖后会经过一系列的可预测状态，例如在牙斑的形成过程中，耐氧菌的生存为厌氧菌提供环境。……