锌作为人体和农作物生产所需的重要微量元素之一，对人体的生长发育、胃肠道功能和免疫力，以及农作物的光合作用、产量、土壤酶活和微生物等多个方面都有着重要作用。近期，天昊客户利用细菌和真菌扩增子测序技术，在揭示与学龄儿童锌缺乏相关肠道微生物群改变，以及锌对新垦耕地玉米生产力和真核微生物多样性影响研究取得新进展。下面让我们简单看下这两篇文章。

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1. 英文题目：Alteration in Gut Microbiota Associated with Zinc Deficiency in School-Age Children

中文题目：与学龄儿童缺锌缺乏相关的肠道微生物群改变

期刊名称：Nutrients

影响因子：6.71

第一单位：兰州大学

缺锌可能导致动物肠道微生物组成和功能的动态变化。然而，缺锌如何影响学龄儿童的肠道微生物组仍不清楚。本研究的目的是分析缺锌学龄儿童肠道微生物组的动态变化，并确定这种变化是否与饮食摄入有关。对177名学龄儿童进行了饮食调查、人体测量和血清测试，并选择了67名儿童使用扩增子测序探索肠道微生物群落。学龄儿童饮食多样性差，食物和营养摄入不足，其中32%缺锌。锌缺乏（ZD）组的炎性细胞因子比对照组显著增加。β多样性没有差异，而ZD组的香农指数要高得多。在属水平上，ZD组的Coprobacter、Acetivibrio、Paraprevotella和Clostridium_XI含量较高。功能预测分析表明，ZD组细胞色素P450对异生素的代谢显著消耗。综上所述，肠道微生物多样性受锌缺乏的影响，ZD组发现了一些特定的细菌，可作为进一步临床诊断锌缺乏的生物标志物。

研究方法

本研究共纳入177例学龄儿童，选择67例患儿（26例缺锌受试者和41名对照受试者）利用扩增子测序探索肠道微生物群落。选择标准包括：（1）无急性或慢性疾病（癌症、恶性肿瘤、肾病、心脏病、糖尿病、肝病等）病史;（2）近三个月内无胃肠道症状（便秘、腹泻等），无慢性胃肠道疾病（胃肠道肿瘤等）病史;（3）无其他慢性病;（4）无传染病（艾滋病、乙肝、丙型肝炎、梅毒等）;（5）近三个月内无服用抗生素、抗病毒、抗真菌、镇痛药史;（6）近三个月内无发热症状;（7）过去三个月内没有服用营养补充剂（锌，钙，维生素等）。

样本量的计算和验证是根据既往发表的文献分析的。中国儿童缺锌的患病率为38.2%，估计样本量的公式如下：n=Z2α/2×p×(1−p)/δ2，其中 α = 0.05，置信水平 = 1 − α = 95%，Zα/2= 1.96，p= 0.382，δ是允许的误差，其中δ= 0.2 ×p= 0.0764。因此，估计的小样本量为 155。此外，为了检验本研究中生成的数据是否具有足够的统计功效，进行了功效分析。结果表明，当功效值为0.8（通常需要功效为0.8）且显著水平（α）为0.05时，估计样本量为每组25.52，这小于当前研究中的小样本量（ZD组中为26）。这表明当前研究中的样本量足以进行此分析。

在饮食调查和人体测量方面，为了获得膳食多样性评分（DDS），根据《中国居民膳食指南》（2016）选择了9个食物组。为了评估研究对象的养分充足性，计算了养分充足率（NAR）和平均充足率（MAR）。之后收集了HAZ（Z年龄身高评分）、BMI（体重指数）、WAZ（Z年龄体重评分）和BMIZ（Z年龄BMI评分）等信息。

从禁食状态下采集儿童全血。在3000×g下离心5分钟后获得血清，并储存在-80ºC。在室温下解冻后，使用火焰原子吸收光谱仪检测血清锌。酶联免疫吸附测定（ELISA）试剂盒用于检测血清炎性细胞因子IL-6，IL-1β和TNF-α的水平。

对粪便样本的收集和 DNA 提取是每人收集约300mg粪便，然后在收集后24小时内在干冰上转移到实验室，储存在-80 ºC，后送天昊生物进行细菌16S rDNA基因的V3-V4区域测序及生信分析。

研究结果

图1、锌缺乏ZD组和CK组微生物群落多样性和差异分类群。（A）NMDS分析。（B）LEfSe确定ZD和CK群体之间群落组成显著差异的分类群。

图2、ZD组和CK组之间的细菌组成。（A）门水平微生物组成;（B）属水平微生物组成。

图3、（A）ZD组和（B）CK组属级细菌分类群与膳食组成的关系。

图4、缺锌促进肠道微生物群的明显功能转变。（A）细胞色素P450和相关KO代谢异生素的图示。（B）CK和ZD组中通路和KO的变化。

研究结论

总体而言，本研究将血清炎性细胞因子、饮食指标与肠道微生物群落联系起来，探讨缺锌对肠道细菌群落组成的影响。本研究发现儿童由于饮食模式不当和饮食多样性状况不佳，缺锌患病率较高。此外，目前的结果表明，锌缺乏导致肠道微生物群及其功能能力的改变。然而，本研究的结果是基于参加饮食调查受试者的监护人或看护人的自我报告，在估计食物摄入量时可能容易产生偏差；因此，目前结果值得进一步研究，以阐明缺锌与肠道微生物组的多样性和功能之间关联。

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2.英文题目：Effect of Zinc Application on Maize Productivity and Eukaryotic Microorganism’s Diversity in a Newly Cultivated Field

中文题目：锌对新垦耕地玉米产量和真核微生物多样性的影响

期刊名称：Journal of Soil Science and Plant Nutrition

影响因子：3.610

第一单位：西南大学资源与环境学院

土壤缺锌是限制玉米产量的因素之一。锌作为一种肥料是提高玉米产量和籽粒锌含量的有效策略。然而，锌作为一种重金属可能在土壤中积累，因此，它在农业生态系统中的环境影响需要分析。本研究通过小区试验，评估锌剂量(0、5.7和11.4 kg ha-1)对玉米籽粒产量和土壤真核生物α/β多样性的影响。结果表明，施锌显著提高了植物千粒重、每穗粒数和总籽粒产量。同时，锌对土壤真核微生物的群落结构有微弱影响。与2019年相比，使用推荐的NPK肥料连续种植两年的玉米显示，2020年观察到的OTU数量减少，土壤真核微生物的β多样性发生了显著变化。锌肥对土壤真核微生物群落无毒，但有利于提高玉米作物生产力，玉米生长会改变新垦耕地的真核微生物。

研究方法

试验采用完全随机区组设计，6个处理，3个重复，研究了锌肥对玉米产量和真核微生物多样性的影响。处理包括主因子和子因子。主要因素是三个锌剂量(0、5.7和11.4)的ZnSO47H2O (0、25和50) kg ha-1，次要因素是2年(2019-2020)，ZnSO47H2O作为水溶液喷洒在土壤表面。在种植前，从0至30 cm深度采集土壤样品，以确定主要土壤特性。使用DTPA法提取土壤中的有效锌，并对玉米叶面积指数、千粒重、每穗粒数、籽粒产量、穗长度、空穗尖端长度，以及总土壤呼吸速率进行测量。

本实验在玉米作物的Vt阶段，从30 cm深度地块处采集新鲜土壤样品，将三个土壤样品合并，作为一个复合样品，储存在低温冰箱中，送天昊生物进行18S rRNA V4区段扩增子测序及生信分析。

研究结果

图1、基于2019年和2020年期间不同锌施肥量Zn0、Zn5.7和Zn11.4 kg ha-1下土壤真核微生物主坐标(PCoA)分析。（原文图5）

图2、进化树图显示了两年间有显著差异的真核微生物物种。（原文图6）

研究结论

佳锌的土壤施用在克服土壤锌缺乏和增加玉米籽粒产量方面显示出积极的效果，同时在1年内对土壤真核微生物群落结构无影响，而使用推荐的NPK施肥连续两年的玉米栽培显示出新垦耕地的α多样性显著降低和β多样性显著变化。这些发现将有助于利用锌肥研究植物生长和重金属养分土壤中微生物的变化。

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