城市环境研究所在拉氏尖头藻与稀有细菌互作研究方面取得进展
发布时间:2022-11-28来源:杨军研究组
拉氏尖头藻在全球深水湖库呈现出入侵和扩张态势(水华蓝藻——拉氏尖头藻的全球分布),已发展成为继微囊藻之后威胁水生态系统健康的主要水华蓝藻之一。在我国东南地区已分离到产拟柱孢藻毒素的拉氏尖头藻,该毒素也是全球第二常见的蓝藻毒素。目前,产毒拉氏尖头藻水华及其引发的生态效应已成为藻类学者、生态学者和管理部门密切关注的焦点。长期以来,大量研究聚焦于水体营养盐、水文水动力、气象条件等非生物因素对水华蓝藻影响方面的研究,但是仍然难以准确预测、彻底消除蓝藻水华,近年来生物因素如异养细菌与蓝藻关系逐渐受到重视。然而,大量藻菌关系研究主要限于优势细菌与蓝藻的相互作用,而多样性极高的稀有细菌往往被忽视,因此,稀有细菌与拉氏尖头藻的互作关系尚不清楚。
中国科学院城市环境研究所水生态健康研究组(杨军团队)以福建水库分离的产毒拉氏尖头藻为研究对象,通过梯度稀释(10、100、1000、10000、100000、1000000倍)水库原水构建随机稀有细菌群落,在实验室用水库原水与拉氏尖头藻共培养,利用Phyto-PAM和16S rRNA基因测序分析拉氏尖头藻的生理响应和细菌群落变化,进而研究稀有细菌与拉氏尖头藻的相互作用。结果显示,同对照组相比,高稀释处理组(水库原水中细菌稀释≥10000倍)的拉氏尖头藻生长基本不受影响,而低稀释处理组(水库原水中细菌稀释度≤1000倍)的拉氏尖头藻生长和光合作用均受到显著抑制。而且,培养7天后低稀释处理组细菌群落组成显著不同于高稀释处理组。更重要的是,在培养实验中低稀释处理组的稀有细菌发生剧烈变化,导致细菌群落的遗传多样性降低、生态位变窄。网络分析表明,低稀释处理组的细菌群落网络复杂性和群落组成稳定性降低。总之,这项研究暗示低稀释处理组稀有细菌通过物种共存和物种互作,显著抑制了拉氏尖头藻的生长和光合活性。研究结果为认识稀有细菌的生态作用提供了新见解,为理解拉氏尖头藻水华生消的微生态过程提供了新视角,为基于微生物技术开展蓝藻水华防控提供了新思路。
研究结果以Interaction between Raphidiopsis raciborskii and rare bacterial species revealed by dilution-to-extinction experiments为题发表在海洋与淡水生物学领域国际期刊Harmful Algae, 2022, 120: 102350。博士后左俊为第一作者,杨军研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、福建省中科院STS项目、福建省自然科学基金等项目的资助。
稀释实验揭示拉氏尖头藻与稀有细菌的相互作用
附件下载: