【摘 要】
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血红哈卡藻（Akashiwo sanguinea）是一种常见的赤潮甲藻,近年在深圳频发赤潮并带来严重经济损失。以往研究证明,赤潮的生消与其藻际细菌有密切关系,了解藻-菌互作机制成为揭示赤潮机理及开发生物抑藻材料的必要条件。本研究针对实验室培养的血红哈卡藻藻际微环境,分析其不同生长情况下的菌群结构变化规律及特点,并发现在纲、科和属水平上,菌群结构发生变化,受培养条件的限制,菌群结构中的优势种始终为变
【基金项目】
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深圳市科技创新委员会2017年治水提质科技专项技术攻关项目（JSGG20171013091238230）； 深圳市科技示范应用项目（KJYY20180201180253571）； 深圳市科技计划项目（JCYJ20170818092708470）；
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血红哈卡藻（Akashiwo sanguinea）是一种常见的赤潮甲藻,近年在深圳频发赤潮并带来严重经济损失。以往研究证明,赤潮的生消与其藻际细菌有密切关系,了解藻-菌互作机制成为揭示赤潮机理及开发生物抑藻材料的必要条件。本研究针对实验室培养的血红哈卡藻藻际微环境,分析其不同生长情况下的菌群结构变化规律及特点,并发现在纲、科和属水平上,菌群结构发生变化,受培养条件的限制,菌群结构中的优势种始终为变形菌纲,黄杆菌纲等偏附着生长及高分子有机物的细菌则出现较显著的丰度变化;分离得出5株新的可培养细菌补充验证了菌群多样性数据及为后续研究提供新的实验材料。通过对具有合成降解DMSP潜力的藻际共生菌Labrenzia sp.PO1进行全基因组测序,得到大小约为6.2 M的全基因组序列,在PO1基因组中发现与全球硫循环相关的DMSP及DMSO合成及降解相关的基因,还存在群感效应及群感淬灭相关基因;将PO1与同为藻际细菌的Stappia indica SBBC 49进行特异性基因功能对比分析;发现两者的特异性基因功能差异主要体现在ABC转运蛋白家族上,这可能是Labrenzia sp.PO1和S.indica生存策略适应性的关键因素。在藻际共生菌中还发现成对出现的同属细菌,他们16S相似度极高,但表型存在差异;Labrenzia spp.PO1和SY1是2017年分离出来都具有合成降解DMSP潜力的细菌,他们生长情况相似,表征相似,但生物被膜形成能力存在差异,对PO1和SY1的生长过程中相关基因的调控表达情况进行转录组分析;发现DMSP及DMSO合成代谢基因在PO1和SY1中表现出较大差异,可能导致相同生长时期两者体内DMS含量的不同。实验室使用顶空-气相色谱法对细菌产生DMSP的能力进行定量分析;发现PO1及SY1都存在DMSP合成关键基因dsy B,均能生产DMSP,生长后期SY1的单细胞颗粒态DMSP产量高于PO1;在PO1生长至32 h时,各组分DMSP的产量均有显著性下降趋势;外源添加DMSP培养细菌对细菌生长没有显著性的影响,但对其颗粒态DMSP的产量有显著性抑制作用。本研究通过对比分析实验室不同生长状态的血红哈卡藻藻际菌群多样性,挖掘菌群构建特征与藻类生长状况的联系;发现分离的可培养细菌中出现多对同属细菌,在藻类生长不同时期优势,且16S基因相似度高而表型不同的共生菌;选取其中具有合成及降解DMSP的共生细菌Labrenzia sp.PO1和SY1,结合全基因组及转录组分析,挖掘DMSP在共生菌表型差异、优势差异和DMSP合成代谢差异中扮演的角色。
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