微生物群落競爭代謝和合作代謝間的兩極分化

Polarization of microbial communities between competitive and cooperative metabolism

DOI：10.1038/s41559-020-01353-4

推薦理由：

1）文章闡述了共存群落中存在的兩種相互作用即代謝競爭和交叉餵食，並且使用相關指標量化了這兩種作用。透過分析，作者發現共存群落中，群落成員可以根據競爭和合作分為兩個群體，即競爭群體和合作群體。不僅如此，作者還報道了這兩種群體可能的基因組特徵以及面對營養物質變化時的策略，面對外來物種時的反應。

2）文章佈局，思路和邏輯相當清晰，值得學習。

3）文章中包含多種新穎的統計分析方法，如i）基於16S從NCBI的參考序列資料庫中（RefSeq database）篩選參考基因組序列的思路；ii）引入啟發式方法來解決高階相互作用問題；iii）使用物種代謝相互作用分析工具（SMETANA）量化微生物之間的代謝資源重疊（MRO）和代謝作用潛力（MIP）；iv）使用antiSMASH資料庫中的生物合成基因簇註釋目標物種研究物種的抗性潛力。Daniel Machado

摘要

資源競爭和代謝交叉餵養是微生物群落組裝的主要驅動力。然而，這兩種相互衝突的力量在自然群落組成中的反映程度尚未得到系統研究。本研究中，作者使用基因組尺度的代謝模型來評估跨越數千個棲息地的大型共存群體（多達40個成員物種）中的資源競爭和代謝合作潛力。分析揭示了兩種截然不同的群落型別，在競爭與合作之間的權衡中聚集在對立的兩端。一端是高度合作的群體，其特徵是較小的基因組和多種營養缺陷型。另一端是高度競爭的群體，具有更大的基因組和重疊的營養需求，並擁有更多與抗菌活性相關的基因。後者主要存在於土壤中，而前者存在於自由生活和與宿主相關的生境中。群落尺度的通量模擬表明，雖然競爭群落能更好地抵抗物種入侵而不是養分變化，而合作群落對物種入侵敏感，但對養分變化具有彈性。作者還透過分析額外的資料集表明，益生菌物種的定殖與受體微生物組中合作物種的存在呈正相關。總之，本研究結果強調了自然群落組裝中競爭與合作代謝之間的分歧及其對群落調節的影響。

引言

段1：微生物群落的生物性質被其組成成分（composition makeup）所決定，當組成被幹擾時就會阻礙微生物的功能。然而，很難預測哪些微生物組會構成穩定的群落或者一個給定的群落將如何響應生物和非生物的干擾很難預測。

段2：可用營養物質的性質是一個群落裝配和它們之間營養相互作用的根本。新陳代謝競爭與合作在改變群落結構方面的角色的評估迄今為止在一定範圍內依然是有限的。

段3： 在本研究中我們使用代謝模擬和基因組分析以研究在地球微生物群專案中（EMP），在不同環境中共存的數千個群落中的資源競爭和互動共生（cross-feeding）。我們探索了這樣一個假設: 代謝競爭和合作 —— 從生物合成的角度來看是負相關的 —— 以一種依賴於棲息地的方式表現出一種權衡。透過廣泛的棲息地覆蓋和大型共生群體的加入，我們發現了競爭群體和合作群體之間的明顯分界，並提出了調節這些群體的策略。

結果：

1. 在微生物群落中多物種組之間的共存是普遍流行的

作者開始構建EMP中個體微生物的代謝模型。步驟為：首先，在NCBI的參考序列資料庫中（RefSeq database），透過以97%的序列相似性挑選與16S rRNA最相近的基因組序列。然後，使用這些挑出來的基因組序列構建透過CarveMe（一種方法或演算法）構建基因組尺度代謝模型。這就產生了一批具有2986種物種的獨特的模型。接下來，為了揭示這些物種之間相互作用的生態相關模式，我們系統地尋早了顯著共存的物種群（即在不同樣本中一起出現的物種群比偶然出現的頻率高；圖1a和方法）。雖然已經提出了幾種計算微生物樣品中共存物種的方法，但大多數方法僅限於物種對。相比之下，合成群落的實驗強調了群落結構和動態中高階（higher-order）相互作用的重要性。因此，複雜群落的湧現特徵不能僅從成對的相互作用中推斷出來。與此相一致的是，我們以前的工作表明，在三個和四個物種的群體中，共生群落可以更清楚地與隨機物種組合區分開來。

我們透過引入一種新的啟發式方法（方法）來解決高階的相互作用。簡而言之，該方法從識別顯著共現的物種對開始，並使用基於輪盤選擇的抽樣方法迭代地建立更大的組合。這種啟發式的方法使我們避免了組合爆炸，並發現了數千個具有40個成員的共現群落。高階共現群在不同的樣本中普遍存在（擴充套件資料圖2a）：一個10個物種的共現群平均出現在大約1000個樣本中，而一個40個物種的共現群大約出現在100個樣本中。從物種組成的角度，對所得到的共現結構進行主成分分析，顯示出兩個主要的共現群落（擴充套件資料圖2b）。對於2個物種群（即物種對）來說，這些群落相互之間比較接近，但對於高階群落來說，這些群落變得越來越遠，因此表明群落組合中存在著一個兩方結構。

1. 共存群落在競爭和合作景觀是極化的

我們之後使用了物種代謝相互作用分析工具（SMETANA，一個基於約束的群落模仿方法），在鑑定出的共生群落中，評估了資源競爭和代謝相互依賴的範圍。不像其它群落模擬方法, SMETANA不假設在群落或物種水平上有任何最優性，而只是假設每個物種可以利用現有資源 (非生物資源或其他群落成員共享的資源) 生存。使用SMETANA我們計算了所有共存群落的代謝資源重疊（MRO）和代謝相互作用潛力（MIP）（圖1a）。與共生群落大小相同的隨機集合作為對照組，與共生群落 (每個群落大小1000個群落) 進行對比。MRO量化了群落中所有物種之間營養需求的相似性，其反映了群落中資源競爭的風險。MIP表明了群落成員之間能夠被交換的代謝產物的數量以減少它們對非生物環境的依賴。在本研究中，我們使用MIP值作為合作代謝的代理。MRO和MIP在它們的理論限制內各自評估了它們的相互作用矩陣，因此不需要生境內資源可用性的實際資訊。因此，某一特定群落中競爭與合作的運作程度將取決於生境。MRO和MIR環境獨立的性質使它們適用於跨多重的、差異性的生境的共存群落。此外，在不同的生境中同時存在的幾個物種群表明這些群落在一定程度上獨立於它們的非生物環境。從使用工程氨基酸缺陷型對大腸桿菌突變體兩兩培養物的系統篩選，我們還評估了MIP捕獲具有生物學意義的相互作用的能力。我們觀察到MIP得分正相關於高的共培生長得率（補充圖1）。該結果與過去類似的實驗資料支援了SMETANA模擬的關聯性。

SMETANA模擬結果表明了競爭與合作之間的權衡（圖1b-i）。具有高合作潛力的群落擁有低的資源重疊，而低合作潛力的群落具有高的資源重疊。與隨機群落相比，共生群落不僅在競爭風險和合作潛力方面表現出顯著的差異，而且在競爭-合作權衡譜的相反兩端也表現出明顯的極化(圖1b-g)。在群落規模較大時，共生類群的區別更明顯，證明了高階相互作用的生態作用。因此，共生群落分化為高度競爭(圖1b-h，綠色)和高度合作(圖1b-h，橙色)的群體。這種分離與根據共生群落的物種組成所確定的兩個主要群體是一致的(擴充套件資料圖2)。競爭和合作群體的極化表明，群落成員對相反的代謝策略具有適應性。

為了檢查觀察到的權衡模式是否由EMP資料中的任何偏差造成(如所覆蓋的棲息地、實驗方案或資料處理管道)，我們使用從多個來源彙編的獨立的16S擴增子資料集計算了共存群落。這一分析還表明，在光譜上隨機聚集的群落中，競爭與合作之間存在明顯的權衡關係(擴充套件資料圖3)。然而，在這種情況下，共存的群落都位於光譜的合作端。這可以用在這個資料集中使用的更高丰度截止來解釋。值得注意的是，高丰度是區分合作社群和競爭社群的特徵之一(見下文)。

1. 競爭組和合作組的成員具有不同的代謝和適應度

為了深入瞭解競爭共生群落和合作共生群落之間分化的生態機制，我們比較了各自成員的代謝特徵。我們觀察到，在合作群落中出現的物種比代表EMP資料集的所有物種平均擁有更少的代謝基因(平均543對723,Mann-Whitney U = 5.8 × 107, z =−223.3,P < 0.001)(圖2a)。接下來，我們比較了組成不同類群的物種的最低營養需求估計數 (無機化合物打折扣; 見方法)。與它們的最小代謝網路一致，當與EMP資料庫中的所有物種比較時，在合作群落中的物種有更高的的營養需求 (9.9 versus 6.8, Mann–Whitney U = 1.4 × 108, z = −239.0, P < 0.001) (Fig. 2b). 相反在競爭群落中的物種具有更多的代謝基因和更低的營養需求。

合作群落成員之間的資源重疊較少，儘管每個成員都需要更多的營養，這表明群落內的營養需求多樣化。為了驗證這一點，我們計算了每個群落內部的網路不相似性 (定義為其成員物種的代謝網路之間的平均Jaccard距離)。結果發現，合作群落的差異性高於預期 (多10%，Mann-Whitney U = 1.3 × 107, z = 91.2, P < 0.001) (圖2c)，這解釋了它們的資源重疊較低、交叉共生潛力較高的原因。相反地，競爭性群落的差異性低於預期 (降低20%，Mann-Whitney U = 6.9 × 106, z =−105.5,P < 0.001)，這與它們較高的資源重疊一致。我們還分析了不同群落競爭或成員之間交換的化合物的性質(擴充套件資料圖4)。合作群落主要需要氨基酸，而競爭群落的需求分佈更廣，包括氨基酸、碳水化合物和嘧啶。當比較兩組時，合作群落的氨基酸互投傾向是競爭群落的3倍 (Mann-Whitney U = 1.1 × 108, z = 206.5, P < 0.001)。

競爭組和合作組之間網路規模和營養需求的顯著差異表明，它們的成員物種的代謝成本存在差異。因此，我們問這種差異是否反映在競爭性和合作性群落的適應性上。為了回答這個問題，我們計算了參與共存群落的物種的總丰度(相對)，並將其與具有相同物種數量的隨機子集的丰度進行了比較 (圖2d)。結果表明，組成合作群落的物種數量比隨機分佈的物種數量多 (中位數21.6% vs 0.5%， Mann-Whitney U = 3.9 × 1012, z = 1796 6.0, P < 0.001)，在每個樣本中都佔總生物量的很大一部分。相比之下，參與競爭群落的物種數量僅略多於隨機分佈的物種數量 (中位數1.2%，Mann-Whitney U = 1.2 × 1013, z = 1020.0, P < 0.001)。由於給定物種可能是多個共存群落的一部分，我們分析了單個物種的適應度 (根據其相對丰度)與每個樣本中共存伴侶總數的關係(擴充套件資料圖5)。對於競爭群落中的物種，它們的丰度似乎不受共存物種數量的影響 (Spearman 's r =−0.02,P < 0.05)，但對於合作群落中的物種，當同一樣本中存在更多的合作成員時，它們的丰度更高(Spearman 's r = 0.28, P < 0.001)。因此，作為一個交叉共生的群體的成員，似乎在提高適應性方面有很大的好處。

1. 競爭群落的成員具有更高的抗菌活性潛力

對營養物質的競爭將與其他微生物相聯絡，更直接的競爭模式，如抗菌化合物的生產。為了驗證這一點，我們用antiSMASH資料庫中的生物合成基因簇註釋了本研究中考慮的所有物種。與假設一致，競爭性群落物種中與lanthipeptide產生相關的基因數量高於預期(優勢比1.7,P < 0.001，超幾何檢驗和多重檢驗的benjami - hochberg校正)。我們也發現在所有EMP資料庫中的物種中，在基因組中編碼的生物合成基因簇的數量與基因組的大小與代謝基因的數量顯著正相關。這支援了資源競爭與主動對抗是密切相關的觀點。

1. 合作群落佔有更多的差異性的生境並維持穩定的丰度

生境內營養物質的可用性的大小驅動了代謝競爭與合作的進化。這反過來又應導致競爭性和合作性群落在生境內出現差異。我們透過使用EMP本體來測試這一點，該本體描述了17種生境型別(9種自由生活生境和8種與宿主相關的生境)(見參考文獻)。當計算一個給定群落的所有成員共同出現的不同生境的數量時，我們觀察到競爭性群落和合作性群落之間的顯著差異(圖3)。競爭性群落大多出現在自由生活的環境中，超過三分之二的樣本來自土壤。然而，在自由生活和與宿主相關的生境中，包括人體、室內環境和廢水處理中心都存在著合作社區。有趣的是，我們注意到在一些室內環境的樣本中，競爭和合作並存。這些樣本來自“家庭微生物組專案”(Home Microbiome Project)，該研究在6周的時間裡追蹤了18名人類和4只寵物的多個身體部位以及多個室內表面的微生物組。這些樣本可能代表了來自土壤、寵物和人類在日常生活活動中接觸到的細菌。

合作群落棲息地的高度多樣性支援了這樣一種觀點，即它們作為一個群體獲得優勢，使它們能夠在不同的環境中作為很大程度上自給自足的模組移動。然而，為了維持它們的功能，並以適當的數量交換所有必需的代謝前體，這些模組需要根據其成員的相對丰度來保持一個穩定的組成。為了驗證這一點，我們使用兩個不同的指標，查詢了家庭微生物組專案樣本中合作和競爭群落的時間穩定性: 個體穩定性(每個物種的丰度隨時間的變化而變化)和群體穩定性 (群落成員的相對丰度隨時間的變化而變化)( 方法)。合作群落被發現比隨機組裝更穩定的群落 (擴充套件資料圖6), 無論是個體穩定(1.6倍降低變異係數在每個物種的丰度,Mann-Whitney U = 0.0, z =−11.9,P < 0.001)還是組穩定(1.9倍高相似度的豐富資料,曼-惠特尼U = 36, z = 11.8, P < 0.001)。然而，競爭性群落在穩定性方面並沒有表現出一致的趨勢。先前關於群落穩定性的理論研究表明，純合作群落應該是不穩定的，重建穩定需要競爭性的互作。鑑於共存物種的群落作為較大的微生物群的一部分而存在，與其他物種的競爭相互作用和/或資源限制可能在它們的穩定方面發揮作用。總之，我們在棲息地偏好方面的發現表明，合作群落是功能耦合模組，可以在不同環境中成功遷移。

1. 合作群落中分工的演化

之後，我們研究了涉及新陳代謝基因被競爭組和合作組成員失去（或獲得）的情況。首先，我們利用40個通用標記基因(Methods)重建了EMP資料集中所有物種的系統發育樹，然後計算了合作和競爭群落成員之間的距離。在四個主要的門中，我們觀察到競爭組和合作組的成員(圖4a)，這表明代謝策略的極化是一種廣泛分佈的現象。我們還觀察到一個廣泛的分佈在多個分類水平(補充圖。2)。此外,我們觀察到參與合作群落的物種之間的系統發生分類的距離比預期的更遠 (1.04倍,Mann-Whitney U = 3.1×107 z = 46.6, P < 0.001), 而參與競爭群落中的物種在系統分類上的距離更近 (1.1倍，Mann-Whitney U = 1.6 × 107, z =−82.1,P < 0.001)(圖2e)。這與代謝差異性是區分合作群落和競爭群落的特徵之一的觀點一致 (圖2c)。

為了深入瞭解系統發育親緣關係和代謝依賴之間的聯絡，我們計算了每個群落型別中50個最經常共存的物種之間的交叉共生得分 (方法)。與預期的一樣，我們觀察到合作群落中物種之間的相互作用更強(圖4b)。值得注意的是，在合作和競爭社群中都觀察到門間的相互作用，而且似乎是一種規則而不是例外(比門內相互作用多3倍，Mann-Whitney U = 257, z = 11.6, P < 0.001)。厚壁菌門與放線菌門和變形菌門的交叉共生相互作用佔優勢。一致地，這些門之間的相互作用已經在實驗觀察到和在微生物相互作用的系統評論報告了。

我們的結果表明，氨基酸是合作群落中代謝產物交換最多的一組(擴充套件資料圖4)。這與之前在不同群落中氨基酸交換的實驗觀察結果一致。我們還觀察到，在合作群落成員之間，氨基酸缺陷型的頻率與氨基酸生產成本相關 (擴充套件資料圖7)。這支援了這樣一種觀點，即我們的結果是沒有偏差的，因為不同物種之間存在營養缺陷型的差異 (在這種情況下，這與氨基酸的代謝成本沒有關係)。此外，工程互補氨基酸缺陷型已被證明能夠使合成微生物群落穩定組裝。在E. coli47的實驗室進化過程中也觀察到氨基酸缺陷型的自發獲取和交叉餵食。然而，關於自然界中多物種聯盟中氨基酸交換的共同進化的證據仍然有限。補足缺陷型出現在群落集合之前？還是共同進化的結果?

為了解決這個問題，我們評估了合作群落成員的氨基酸型是在物種形成後獲得的還是從一個祖先物種繼承的。為了進行可靠的評估，我們採用了兩種互補的方法:一種基於分類學 (同一屬內的營養缺型的比例)，另一種基於系統發育 (沿著系統發育樹重建祖先狀態)。雖然大多數氨基酸缺陷型 (117箇中的81個) 似乎是遺傳的(擴充套件資料圖8)，我們也觀察到少數案例 (總共12個) 表明最近獲得的缺陷型 (其餘24個不是決定性的)。氨基酸缺陷型的遺傳意味著，由於從非生物或生物環境中獲得了相應的營養物質，早先缺陷型是獲得 (或保留) 。最近獲得的氨基酸缺陷型，以及更高丰度的合作物種(圖2d)，表明可能發生了適應性基因丟失。這些最近獲得的（氨基酸缺陷型基因）頻率最高的主要是脯氨酸 (溶血Gemella haemolysans，人乳桿菌和內乳桿菌)和蛋氨酸 (Anaerococcus tetradius, Micrococcus luteus和Rothia dentocariosa)。因此，存在缺陷型的物種的集合和隨後的基因丟失似乎都有助於自然群落的建立。

我們進一步探討了是否營養缺陷保留或獲得主要是由環境可利用性驅動還是由共存物種的氨基酸分泌物驅動。我們測量了群落中氨基酸缺陷型的比例，該比例可以被其他群落成員補償 (補充圖3)，並觀察到這個比例遵循作為群落規模函式的飽和曲線(也就是說，對於一個足夠大的群落，最終，所有的缺陷型都可以由其他成員來補償)。此外，我們觀察到，與競爭或隨機組合的群落相比，合作群落的這條曲線更早飽和。因此，合作群落物種間氨基酸缺陷型的互補性高於偶然 (Wilcoxon單邊signed-rank檢驗W = 433.0, P < 0.001)，這說明了分工合作。

1. 合作和競爭群落對干擾表現出相反的敏感性

接下來，我們疑惑合作和競爭群落的差異代謝特徵是否導致了對非生物和生物擾動的不同反應。為了回答這個問題，我們建立了每種型別的100個群落模型 (每個群落從最經常共存的物種中隨機抽取10個成員)，並模擬了它們對非生物擾動 (養分利用率的變化)和生物擾動 (外來物種(非成員) 的引入)的響應(圖5a,b)。特別是，我們分析了交叉取食相互作用網路對擾動的敏感性(方法)，使用較低的敏感性值作為群落恢復力的指標。

競爭群落對非生物擾動的敏感性高於合作群落和隨機聚叢集落(是隨機聚叢集落的1.5倍，Mann-Whitney U = 3.4 × 105, z = 12.3, P < 0.001，圖5c)。這是意料之中的，因為競爭群落主要是由共享資源的競爭驅動的，而不同營養物質的引入會導致生態位的擴張。此外, 當擾動發生在厭氧環境中時，差異是不顯著的 (圖9)。然而, 競爭群落不太可能被引入的外來物種擾動 (1.3倍小於隨機聚集的社群, Mann-Whitney U = 3.8×105,z =−9.30,P < 0.001,圖5 d)。與這些結果一致的是，最近的研究表明，植物和土壤來源的群落 (競爭群落普遍存在的那種生境) 的聚集主要是由碳源決定的，因此受接種液中物種多樣性的影響較小。

合作社區似乎對非生物擾動並不敏感 (只有1.04倍的敏感性高於隨機控制,Mann-Whitney U = 4.6×105,z = 3.48, P < 0.001,圖5度), 但對引入外來物種敏感 (雙重的更敏感比隨機控制,Mann-Whitney U = 2.3×105,z = 20.6,P < 0.001，圖5d)。響應的中值敏感性隨物種引入數量的增加呈線性增加 (R2 = 0.988, P < 0.001)。這與合作群落有多種交叉取食互作的觀點是一致的，這種互作可以被入侵物種“攔截”。為了驗證這一點，我們在最近的一項研究中分析了物種入侵模式，在該研究中觀察到宿主對益生菌定植的特異性反應，並將個體識別為允許或抵抗定植的個體。根據我們的研究結果，我們假設允許個體的微生物群落以合作物種的存在為特徵，而抵抗個體的微生物群落以競爭物種的存在為特徵。為了支援這一觀點，我們的分析證實，允許殖民的個體在下消化道有更大的合作物種存在，無論是從每個地點的物種總數來看(Wilcoxon單邊符號秩檢驗，W = 28.0，P < 0.01)和相對丰度(Wilcoxon單邊符號秩檢驗，W = 28.0, P < 0.01，擴充套件資料圖10)。值得注意的是，這種差異在早期下消化道 (末端迴腸、盲腸和升結腸)更明顯。因此，合作物種的存在與益生菌物種的定殖有關，這支援了我們的假設。

討論

在這裡，我們證明了微生物群落之間的一種競爭-合作權衡。雖然這很直觀，但之前的研究沒有報道過，可能是由於物種數量、環境數量和共現程度的限制。例如，兩項早期研究考慮了大約150個物種，其中一項研究報告了共現和競爭之間的正相關關係，而不是合作，這表明生態位過濾是物種聚集的主要驅動因素。事實上，在高階共現時極化變得更加顯著(圖1b-g)，所以這種模式以前沒有報道就不足為奇了。

共生微生物群落分化為競爭和合作群落，這種分化在系統發生樹中的廣泛分佈，表明了在群落裝配中的兩種不同生境驅動的進化路徑。一方面，競爭群落保留了不同的代謝能力來利用可利用的營養物質。這些能力間接地對抗競爭對手，減少對其他物種的依賴。這些群落的成員在生產抗菌化合物方面也有更大的潛力。另一方面，合作群落具有互補的缺陷現象，在不同生境中表現出穩定的比例，符合物種間的依賴性。這一組相互依賴的優勢體現在它們的相對丰度較高(圖2d)。我們的系統發育分析表明，在代謝網路中，適應型基因損失。與適應性過程相一致，對於生物合成成本高的氨基酸的缺陷型更為常見(擴充套件資料圖7)。總的來說，代謝能力、抗菌素生產潛力、生境偏好和相對丰度的差異凸顯了兩個共生類群的進化衝突與合作。

我們的分析表明，棲息地的型別和基因的進化損失在決定是否會建立競爭或合作的群落中起著重要的作用。競爭性物種一般被限制在自由生活的生境中，在這些生境中，資源可能更加稀少，從而使競爭更加普遍。相比之下，與宿主相關的棲息地的營養豐富似乎支援合作物種，它們表現出互補缺陷的現象，部分原因是進化基因的丟失。作為一個高度自給自足的群體，這種適應不僅提供了一種適應優勢，而且可能有助於這些物種在宿主和外部環境之間遷移時的生存。合作群落普遍較高的丰度和多樣化的棲息地佔據突出了代謝分工的優勢。這種競爭和合作的二分法在某種程度上類似於紅皇后和黑皇后的假設。前者反映在競爭性物種上，因為它們傾向於保留大多數生物合成能力，並攜帶用於主動拮抗的基因；後者反映在合作物種的基因丟失，導致對群落成員的依賴。我們的結果提供了證據，這兩種理論在自然界中作為競爭和合作之間代謝平衡的兩個極端執行。

這兩種群落型別具有不同的代謝組成和棲息地偏好，這意味著任何調整或重新設計這些群落的策略都需要分別進行調整。我們的在矽的結果，以及先前發表的實驗資料的支援，表明競爭性和合作性的群落在非生物和生物擾動下更具可塑性。然而，我們的結果仍然是有限的，並受到偏見的影響，因為沒有參考基因組組裝的物種必然被排除在我們的分析之外，而且因為不同物種的模型所基於的基因註釋的質量不同。這些發現在未來可能會進一步完善，以考慮宏基因組組裝的基因組，提高物種和菌株水平的覆蓋率，並透過解釋病毒和真菌的相互作用。綜上所述，我們認為，根據群落在競爭-合作環境中的位置，設計適合其的干預策略是調節複雜微生物生態系統的關鍵。