微藻與細(xì)菌在自然水生環(huán)境及大規(guī)模培養(yǎng)體系中普遍共存，伴生細(xì)菌對(duì)宿主微藻的生長(zhǎng)代謝具有潛在調(diào)控作用。然而，當(dāng)前關(guān)于微藻伴生細(xì)菌的特性及其互作機(jī)制研究尚不充分，尤其針對(duì)綠藻模式生物 —— 萊茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）的伴生細(xì)菌分離與功能解析，目前尚無(wú)相關(guān)報(bào)道。本研究以萊茵衣藻與多種淡水細(xì)菌構(gòu)建的合成共培養(yǎng)體系為研究對(duì)象，系統(tǒng)開(kāi)展伴生細(xì)菌的分離鑒定工作，重點(diǎn)分析其分類(lèi)學(xué)特征、促生長(zhǎng)因子合成能力及對(duì)宿主萊茵衣藻的生長(zhǎng)效應(yīng)，為闡明藻菌互作機(jī)制及開(kāi)發(fā)高效共培養(yǎng)技術(shù)提供理論支撐。
研究結(jié)果顯示，從萊茵衣藻培養(yǎng)體系中成功分離獲得 147 株細(xì)菌，分類(lèi)學(xué)分析表明，這些菌株主要隸屬于兩大優(yōu)勢(shì)門(mén)類(lèi)：假單胞菌門(mén)（Pseudomonadota）占比 72.1%，擬桿菌門(mén)（Bacteroidota）占比 19.7%，構(gòu)成了萊茵衣藻伴生細(xì)菌群落的核心類(lèi)群。功能檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，分離菌株具備豐富的促生長(zhǎng)因子合成潛力：54.4% 的菌株可產(chǎn)生吲哚 – 3 – 乙酸（IAA），74.1% 能合成鐵載體，66.0% 可分泌維生素 B7，這些物質(zhì)均為已證實(shí)的微藻促生長(zhǎng)關(guān)鍵因子。更重要的是，超過(guò)半數(shù)的細(xì)菌菌株能夠同時(shí)產(chǎn)生兩種或三種上述因子，顯示出較強(qiáng)的協(xié)同促生潛力。
萊茵衣藻生長(zhǎng)效應(yīng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)表明，65.3% 的分離菌株對(duì)宿主生長(zhǎng)具有顯著促進(jìn)作用，17.7% 的菌株表現(xiàn)出抑制效應(yīng)，證實(shí)萊茵衣藻的伴生細(xì)菌群落由促生性與抑制性細(xì)菌共同組成，且以促生性菌株為優(yōu)勢(shì)類(lèi)群。其中，Emticicia 屬菌株 JSL2、JSL3，Caulobacter 屬菌株 SCP3 及 Sediminibacterium 屬菌株 SCP4 的促生長(zhǎng)效果最為突出，可顯著提升萊茵衣藻生物量。進(jìn)一步機(jī)制分析揭示，吲哚 – 3 – 乙酸（IAA）的產(chǎn)生是分離菌株發(fā)揮促生作用的關(guān)鍵因子，其合成能力與促生效應(yīng)呈正相關(guān)。
本研究首次系統(tǒng)分離鑒定了萊茵衣藻的伴生細(xì)菌群落，明確了優(yōu)勢(shì)類(lèi)群及核心功能菌株，證實(shí)了伴生細(xì)菌通過(guò)合成 IAA 等促生長(zhǎng)因子調(diào)控萊茵衣藻生長(zhǎng)的關(guān)鍵機(jī)制。這些有益細(xì)菌資源為構(gòu)建高效萊茵衣藻 – 細(xì)菌共培養(yǎng)體系提供了優(yōu)質(zhì)菌種庫(kù)，有望通過(guò)定向調(diào)控藻菌互作關(guān)系，為提高萊茵衣藻生物量產(chǎn)量、推動(dòng)其規(guī)?；瘧?yīng)用提供新的技術(shù)路徑與理論依據(jù)。
原文及鏈接：Isolation and characterization of bacteria from natural microbiota regrown with?Chlamydomonas reinhardtii?in synthetic co-cultures
