1.基本概念

核心菌群本身就是人为定义的，所以一方面看文献，参考权威期刊上面发表的文章的界定，一方面也可以根据自己的数据调整阈值，因为不同环境界定是不一定相同的，现在有的方法包括相对丰度，指示种分析，或者根据网络分析中的ZI、PI值等拓扑参数，而且不同分类水平的数据去挖掘也可能得到不同的结果。

1.1 基于网络分析的"核心菌群"概念

基于网络分析的“核心菌群”概念，目前主要集中出现在植物微生物、土壤微生物等生态相关领域。

复杂生态网络中的类群可以根据它们在网络中的连通性水平，基于它们的在网络中的重要作用进行分类。理论上，一个生态网络内高度相连的类群(kinless hubs)比关联较少的类群(peripherals)能够支持更高水平的生态系统功能。(1)Kinless hubs在生态网络的结构中至关重要，可以为其他类群创造生态位(Faust et al., 2015; Toju et al., 2018b)。(2)在植物群落中，已有研究发现Kinless hubs的相对丰度对生态系统功能的重要性(Rey et al., 2016; Soliveres et al., 2012; Cavieres et al., 2014)。这些节点之前被定义为植物群落的关键物种，它们在能量和物质流动中发挥着重要作用，为陆地生态系统提供生产动力(Toju et al., 2018b;Ellison et al., 2005; Rooney et al., 2006)。

Kinless hubs：节点在模块内和模块间都有高度链接。network hub；super specialists；生态簇间(kinless hubs)。调节器。

provincial-hubs：节点在模块内高度链接。Module hub；specialists；生态簇(provincial hubs)。

Connector：在模块间高度链接。调节器。

peripheral：该节点与其他节点链接很少或者没有链接。

图1 生态网络中基于拓扑结果的样点类型

1.2 基于样本丰度的"核心菌群"概念

基于样本丰度的“核心菌群”概念，目前主要集中出现在肠道微生物、环境微生物等相关领域。

赵立平等著的《微生物组学与精准医学》中提到：核心菌群一般是指在大部分（至少50%）受调查个体样本中存在的微生物类群。基于这个概念，Rob Knight于2009年提出了肠道核心菌群可能的5种模型：即模型ABCDE，在模型A中，大多数甚至所有个体均共享整体菌群中的绝大部分成员，构成一个“大规模核心”(substantial core)；在模型B中，虽然不同个体两两之间可能共享较多的微生物成员，但仅有少数成员能被所有个体所共享，因而构成一个“最小化核心”(minimal core)；在模型C中，没有任何微生物成员被所有个体所共享，每一个体均体现出独特的微生物多样性，因而不存在所谓的核心菌群(no core)；在模型D中，每一个体的菌群按某种因素(如年龄等)而呈现梯度式的渐变(gradient)，处于相同或相似梯度水平的个体可能共享较多的微生物成员，但处于渐变梯度两端的个体则无法共享任何成员；在模型E中，不同的子群体(subpopulation，如位于不同地域或处于不同健康状态的个体)之间无法共享同一组微生物成员，但每个子群体却可能具有各自特定的核心菌群。因此，A模型和B模型代表了存在核心菌群的情形下可能的肠道菌群组成；而当无法在所有个体中找到统一的核心菌群时，C、D和E3种模型则展现了肠道菌群个体间差异的可能模式。

2.分析方法和案例

2.1 核心微生物分析_EI：农业土壤微生物核心菌群能够提升土壤生态功能

图2 文章信息

复杂生态网络中的类群可以根据它们在网络中的连通性水平，基于它们的在网络中的重要作用进行分类。

理论上，一个生态网络内高度相连的类群(kinless hubs)比关联较少的类群(peripherals)能够支持更高水平的生态系统功能。（图1）

(1)Kinless hubs在生态网络的结构中至关重要，可以为其他类群创造生态位(Faust et al., 2015; Toju et al., 2018b)。

(2)在植物群落中，已有研究发现Kinless hubs的相对丰度对生态系统功能的重要性(Rey et al., 2016; Soliveres et al., 2012; Cavieres et al., 2014)。这些节点之前被定义为植物群落的关键物种，它们在能量和物质流动中发挥着重要作用，为陆地生态系统提供生产动力(Toju et al., 2018b;Ellison et al., 2005; Rooney et al., 2006)。

(3)然而，目前支持微生物网络中kinless hubs相对丰度重要性的研究还较少。

(4)与已报道的植物相似，我们假设生态簇内和生态簇间高度连接的微生物类群(kinless hubs)可能与涉及多个生态系统过程的功能基因的丰度呈正相关，包括碳，氮，磷和硫的循环基因。这些功能对于维持植物生产非常重要(Rey et al., 2016; Cavieres et al., 2014)。

(5)生态网络内的微生物类群对于维持农作物生长的多种土壤生态过程中潜在功能的重要性仍不清楚。于是本研究进行了qPCR分析，以计算参与C，N，P和S循环的功能基因的丰度；并对16Sr RNA和ITS扩增子进行测序，分析相关细菌和真菌的多样性和群落组成。

讨论：

(1)生态网络中被归类为kinless-hubs微生物的相对丰度与高水平的功能潜力有关。Connector-hubs物种的相对丰度对维持网络中的多种功能基因也很重要。相关网络中相对罕见但高度关联的类群与参与C、N、P和S循环的重要功能基因的丰度呈显著正相关。在生态网络中扮演不同角色的类群在不同的环境梯度上对功能基因的丰度有不同的影响。

(2)kinless-hubs和connector作为功能潜力的调节器的重要性可能与其在网络中的拓扑角色有关。表明这些类群可以通过促进养分交换和资源可获得性，在维持多种生态系统过程中发挥多重作用。

(3)施用有机肥或石灰调节pH可能通过增加kinless和connector hubs的丰度，降低provincial和peripheral hubs的丰度来改善土壤功能。

(4)最大限度地发挥农业生态系统微生物群落的核心功能可能是应对农业生态系统退化和资源短缺的最佳选择。

文章解读：https://blog.csdn.net/woodcorpse/article/details/106977517

2.2 让核心菌群发挥功能----功能核心菌群

Let the Core Microbiota Be Functional 10.1016/j.tplants.2017.04.008 2017-05-23, Review

①与宿主植物系统性相关的微生物群落被称为核心菌群；

②迄今为止核心菌群的定义基于菌群的分类学组成，但本文作者认为，应该基于菌群的功能；

③功能核心菌群中包含携带有共生体必需功能基因的微生物载体；

④功能核心菌群从强化的基因水平转移及基因载体（微生物）的生态富集开始建立；

⑤功能核心菌群的传播途径根据环境限制因素及其对共生体适性的附加价值，随着植物的传代而发生变化。

文章解读：http://www.360doc.com/content/21/0413/18/74684385_972151526.shtml

2.3 2012ISME：利用网络分析探讨土壤微生物群落共现模式

计算了网络分析中常用的一些拓扑性质来描述OTU之间复杂的相互关系模式（Newman，2003）。基于丰度和占有率（即生境普遍物种和生境特有物种）定义了操作分类单位类别。

图3 普遍物种和特有物种

文章解读：http://blog.sciencenet.cn/blog-2675068-1243091.html

2.4 沼气发酵核心菌群及微生物网络研究

The core populations and co-occurrence patterns of prokaryotic communities in household biogas digesters。

中国科学院成都生物研究所李香真研究员课题组芮俊鹏博士、李家宝博士等用高通量测序方法调查了43个沼液样本中的微生物群落，这些样本来自8个省份的不同户用沼气池。研究发现Clostridium、Clostridium XI、Syntrophomonas、Cloacibacillus等10个属构成了核心菌群。在Beta多样性上，这43个样本的微生物群落分为两个截然不同的类群：Cluster I多样性较低，以Clostridium为主，铵态氮和COD是其主要影响因子；Cluster II以Spirochaetes、Bacteroidales、Clostridia为主导菌群，并富含互营菌和产甲烷菌，铵态氮、pH和磷酸盐浓度是其主要影响因子。基于菌群相关性的网络分析表明，沼液微生物网络可分为若干功能模块：Cluster I以初级发酵模块（由Clostridium驱动）和乙酸型产甲烷模块为主；Cluster II则复杂得多，主要由氢型和乙酸型两个产甲烷模块和初级发酵模块（由Spirochaetes、Bacteroidales、Clostridia共同驱动）组成，且受铵态氮浓度影响较大。本研究揭示了户用沼气系统中的核心菌群普遍存在共发生关系，并认识到微生物功能冗余性对抵抗环境压力和维持发酵效率的重要性。 

分析思路：

1.PCOA--分类为1型和2型

2.VPA---环境因子贡献度分析

3.Pearson相关性分析--物种与环境因子的单独影响

4.C-评分后构建网络图；分为随机网络和经验网络。

        1型样本C1网络 ：110个节点

        2型样本C2网络  ：206个节点

        所有样本AS网络 ：103个节点

        用Mantel计算模块之间的相关性。

5.核心菌群（OTU和属物种两类）

核心：超过90%样本中拥有的物种

亚核心：在类型中超过90%样本中拥有的物种

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~~~~3QU!!!...........