(1) 一个关键细菌物种的快速进化，会改变整个微生物群的组成和功能，从而影响宿主的健康

(2) 微生物群对宿主很重要，但其中生态（物种相互作用）和进化（物种自身变化）过程如何交织在一起共同影响宿主，尚不清楚。使用水生植物 浮萍 及其微生物群作为模型，并聚焦其中一个关键细菌成员：荧光假单胞菌。

（3）生态驱动进化：微生物群的存在，促使 P. fluorescens 快速进化，形成生物膜。进化反塑生态：进化出生物膜的 P. fluorescens，反过来改变了整个微生物群的物种组成。最终影响宿主：上述“生态-进化”互动，改变了宿主浮萍的多代适应度。

（4）具体效应：有益组合：原始的微生物群 + 未进化的 P. fluorescens → 促进宿主健康。有益性下降的组合：原始的微生物群 + 进化出生物膜的 P. fluorescens → 对宿主的有益影响减弱。潜在机制：微生物群对宿主适应度的影响，可能是通过改变一种植物生长激素——生长素 的生产来实现的。

摘要

（1）Microbiomes are important to the survival and reproduction of their hosts. Although ecological and evolutionary processes can happen simultaneously in microbiomes, little is known about how microbiome eco-evolutionary dynamics determine host fitness. 微生物对宿主的生存和繁殖非常重要。尽管生态和进化过程可以在微生物组中同时发生，但对微生物组生态进化动力学如何决定宿主适应性知之甚少。

（2）Here we show, using experimental evolution, that fitness of the aquatic plant Lemna minor is modified by interactions between the microbiome and the evolution of one member, Pseudomonas fluorescens. 在这里，我们通过实验进化表明，水生植物浮萍的适应性是通过微生物组和一个成员——荧光假单胞菌的进化之间的相互作用而改变的。

（3）Microbiome presence promotes P. fluorescens’ rapid evolution to form biofilm, which reciprocally alters the microbiome’s species composition. These eco-evolutionary dynamics modify the host’s multigenerational fitness. .微生物组的存在促进荧光假单胞菌快速进化形成生物膜，这反过来改变了微生物组的物种组成。这些生态进化动态改变了宿主的多代适应性。

（4）The microbiome and non-evolving P. fluorescens together promote host fitness, whereas the microbiome with P. fluorescens that evolves biofilm reduces the beneficial impact on host fitness.微生物组和不进化的荧光假单胞菌一起促进宿主适应性，而具有进化生物膜的荧光假单胞菌的微生物组减少了对宿主适应性的有益影响。

（5）Additional experiments suggest that the microbial effect on host fitness may occur through changes in microbiome production of auxin, a plant growth hormone. Our study, therefore, experimentally demonstrates the importance of the eco-evolutionary dynamics in microbiomes for host–microbiome interactions额外的实验表明，微生物对宿主适应性的影响可能通过微生物组产生生长素(一种植物生长激素)的变化而发生。因此，我们的研究从实验上证明了微生物群落中生态进化动力学对于宿主-微生物群落相互作用的重要性。

（6）结果

（7）The effect of microbiome presence on the biofilm evolution and abundance of P. fluorescens populations. 微生物群的存在对生物膜进化和荧光假单胞菌种群丰度的影响。

关键细菌 P. fluorescens 的进化（形成生物膜），会改变其在群落中的丰度，并影响其他微生物。a图：生物膜进化程度。Y轴：生物膜形成基因型（皱褶扩散者）的比例。这是直接衡量 P. fluorescens 种群进化程度的指标。X轴：两个处理组。非进化型 PBR716：作为对照，理论上不应进化出生物膜。进化型 SBW25：这是实验中使用的菌株，在微生物群落的选择压力下会发生进化。关键解读：非进化型 的生物膜形成者比例几乎为0（预期之内）。进化型 的生物膜形成者比例非常高（接近1）。这直接证实了文章的核心前提：在实验条件下，SBW25菌株确实快速进化，几乎整个种群都变成了生物膜形成者。b图：进化如何影响细菌自身的丰度及其竞争者，Y轴：P. fluorescens 丰度的对数值。数值越高，说明该处理组中 P. fluorescens 的数量越多。

（8）The dissimilarity between microbiome communities tested by MANOVA and visualized by non-metric multidimensional scaling with axes NMDS1 versus NMDS2 通过MANOVA测试的微生物群落之间的差异，以及通过轴为NMDS1对NMDS2的非公制多维标度的可视化 .

不同处理下微生物群落组成差异的直观可视化结果。它回答了“细菌的进化如何改变整个微生物群”这一问题。颜色（核心处理因素：P. fluorescens的状态）黄色：没有添加 P. fluorescens（仅含背景微生物群）。橙色：添加了 非进化型 P. fluorescens。绿色：添加了 进化型（生物膜形成型） P. fluorescens。2. 形状（另一个实验因素：宿主植物基因型）圆形：浮萍基因型 A方形：浮萍基因型 B，三角形：浮萍基因型 C

（9）The interactive effects of microbiome presence and P. fluorescens presence and evolution on L. minor fitness. 微生物组的存在和荧光假单胞菌的存在和进化对寄主适合度的交互影响

不同处理如何影响了宿主植物（浮萍）的适应度。微生物群的整体有益作用（看颜色效应）

在所有三种 P. fluorescens 状态下，红色柱（有微生物群）始终高于对应的蓝色柱（无微生物群）。1. 微生物群的存在本身对宿主植物是有益的，能显著促进浮萍的生长繁殖。这验证了微生物群的基本生态功能。2. 未进化的 P. fluorescens 能与原有微生物群协同工作，产生“1+1 > 2”的效果，最大化地促进宿主健康。它是一个“有益合作伙伴”。3. P. fluorescens 进化成生物膜形成者后，彻底破坏了其与微生物群的协同有益作用。

（10） Auxin production as a possible determinant for changes in L. minor fitness. 生长素的产生可能是L. minor适合度变化的决定因素。

微生物群促进植物生长的有益作用，很可能部分是通过产生生长素来实现的。而当 P. fluorescens 进化并改变整个群落后，可能影响了群落的生长素生产能力，从而导致对宿主的益处消失

a图：微生物群的生长素生产能力。Y轴：生长素产量。数值越高，表示该微生物群分泌的生长素越多。表明细菌的进化确实削弱了微生物群落作为一个整体生产关键有益物质（生长素）的能力。这可能是导致宿主生长受损的一个关键化学原因。b图：外源添加生长素能否“挽救”宿主？这是一个验证性实验。如果生长素产量下降是导致宿主适应度降低的原因，那么人为补充生长素应该能逆转这种有害影响。研究者直接向含有进化型 P. fluorescens 的微生物群系统中，添加了不同浓度的外源生长素，然后观察宿主植物的反应。Y轴：浮萍个体数量（宿主适应度）。X轴：三种生长素添加水平（例如：0， 低浓度， 高浓度）。人为补充生长素，可以部分或完全弥补由于微生物群功能失调所造成的宿主生长缺陷。

a. 生态驱动进化（微生物群的存在促进生物膜进化）。含义：背景微生物群的存在，作为一种生态选择压力，促使了其中的关键成员 P. fluorescens 快速进化，形成生物膜（对应图1a的核心发现）。

b. ：微生物群的存在，降低了 P. fluorescens 的丰度

c. 进化反塑生态：改变群落，特别抑制了有益成员，蓝色负箭头。进化型 P. fluorescens 通过形成生物膜等方式，重塑了整个微生物群落的组成（对应图2）。其中，它特别抑制了另一个重要的细菌——根癌农杆菌 的丰度。A. tumefaciens 在这里被识别为主要的生长素生产者。

d P. fluorescens 自身数量减少、② 主要生产商 A. tumefaciens 被抑制——整个微生物群落的生长素生产能力严重下降（对应图4a的机制证据）。

Microbiomes are important to the survival and reproduction of their hosts. Although ecological and evolutionary processes can happen simultaneously in microbiomes, little is known about how microbiome eco-evolutionary dynamics determine host fitness.