近日，微生物生态学领域知名期刊《Microbiome》（IF₂₀₂₂ = 15.5）在线发表了我校生科院生态所束文圣教授团队与中科院水生所宋立荣研究员团队、暨南大学韩博平教授团队合作的研究论文 “The facilitating role of phycospheric heterotrophic bacteria in cyanobacterial phosphonate availability and Microcystis bloom maintenance”（图1）。论文首次揭示了基于藻-菌互作的蓝藻间接膦酸酯利用机理，并明确了膦酸酯在蓝藻水华优势维持中的生态风险（图2）。

图1 论文在线发表的情况

蓝藻水华是我国最突出的水环境问题之一，对其暴发与优势维持机理的解析是高效水华防控的前提。野外生长的蓝藻常被大量细菌附着，这部分藻际细菌与藻类的相互作用在蓝藻生长中发挥重要作用，对藻菌互作的研究已成为藻类生物学研究前沿；但当前研究缺乏足够的定量实验验证。膦酸酯是一类新近发现的生物可利用磷，前期研究显示仅约6%蓝藻拥有膦酸酯利用功能且多集中于丝状蓝藻，单细胞蓝藻（如水华蓝藻微囊藻）基本不编码相关基因。

该研究首先完成了中科院水生所淡水藻种库162株蓝藻的宏基因组测序，确定膦酸酯降解基因簇编码细菌在蓝藻藻际中广泛存在，最高丰度近13%；从藻际分离的甲基膦酸利用细菌可利用一种或多种膦酸酯。后续对滇池与太湖微囊藻水华水体展开调查，根瘤菌目、红螺菌目与假单胞菌目膦酸酯利用细菌在受检样品中亦广泛存在；对分粒级样品检测结果表明微囊藻藻际存在对上述三个目膦酸酯利用细菌的招募与富集。太湖微囊藻群体宏转录组数据进一步证实藻际细菌的膦酸酯利用在水华过程中活跃，且其表达与总磷浓度负相关性，暗示这一通路是微囊藻-细菌集合体对缺磷条件的重要响应，以维持微囊藻水华优势。最后，藻菌共培养实验证实尽管无菌微囊藻无法利用甲基膦酸，但其与膦酸酯利用藻际细菌的共培养体系可分解甲基膦酸供磷并维持微囊藻增殖。该研究揭示了基于藻菌互作的蓝藻膦酸酯利用机制，证实蓝藻藻际是水体膦酸酯利用的热点，为水华蓝藻生物学与水体磷循环研究提供了重要的数据支持。

图2 论文摘要图

华南师范大学生科院赵亮博士与广东省科学院微生物所林立洲博士为论文共同第一作者，华南师范大学束文圣教授、中国科学院水生生物研究所宋立荣研究员、暨南大学韩博平教授为论文的共同通讯作者。华南师范大学生科院为该成果的第一完成单位。研究得到国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金和广东省重点领域研发计划的资助。

论文原文链接：https://doi.org/10.1186/s40168-023-01582-2 

撰稿人：李金天

审稿人：阳成伟

• 发布时间：
• 2023-07-03 16:17:00 来源：华南师范大学生命科学学院 点击： 收藏本文

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