B族维生素（VB）含多种水溶性维生素,可作为辅酶广泛参与生物体的生化代谢过程。B族维生素对于微生物的生命活动必不可少,在微生物群落构成和演替中起着重要作用。然而,近年来的生化分析和基因组学证据表明许多微生物不能合成必需的维生素,这些缺陷型微生物必需外源的维生素或维生素的前体分子维持正常的生命活动。在自然环境中,缺陷型微生物可能通过与原养型之间的营养互补获取维生素,因此维生素的种间营养互补对微生物生理功能与群落结构具有重要作用。湖泊微生物对生态系统平衡、元素生物地球化学循环等起着重要的作用。我们前期在武汉市湖泊的微生物组学研究结果揭示了湖泊微生物群落组成及多样性,推测维生素缺陷型与原养型微生物之间会发生专一性的种间营养互补,产维生素或含有维生素关键合成途径的供体微生物作为关键物种对群落结构可能具有重要影响。然而,我们对其具体的生理功能与机制依然缺乏认识。本研究利用武汉市湖泊样品,通过筛选和分离菌株,获取了合适的维生素缺陷型微生物,搭建了维生素缺陷型菌株两者相互作用的共培养体系,并验证了其种间的营养互补性,为深入探究维生素种间营养互补的物种专一性及其生态效应提供有益材料。本研究主要内容如下:（1）B族维生素营养缺陷型菌株和原养型细菌的筛选。将南湖湖泊水样样品分离纯化细菌,将纯化后的细菌接种于不含维生素的基本培养基和加维生素的培养基,得到两株营养缺陷型细菌12-19（VB7缺陷型菌株）和P1（VB1缺陷型菌株）以及6株原养型细菌。将菌株进行16S rRNA基因测序并比对,初步确定了其分类关系。（2）菌株的营养互补实验。缺陷型菌株单独培养时生长缓慢,必须添加外源维生素。研究表明两缺陷型共培养时可促进彼此生长,细菌数量级与添加维生素效果相似,两株缺陷型细菌可发生维生素的种间互补。缺陷型菌株分别与原养型菌株在基本培养基中培养时,仅有原养型菌株Y1对VB1缺陷型菌株P1有一定促进作用,而其余原养型菌株无明显促进作用,意味着维生素的种间互补存在较强的物种专一性。（3）基因组学分析。对两株缺陷型菌株进行基因组测序。结果表明,12-19细菌VB7生物合成途径并不完整但具有VB1合成途径;P1细菌具有VB7合成途径但不具有VB1的完整合成途径。这些结果与上述生理表型一致,为进一步阐明两者维生素的种间互补关系的机制提供了遗传信息基础。（4）蛋白质组学分析。对缺陷型菌株进行蛋白质组学分析。结果表明,共培养体系中菌株12-19的VB1部分合成关键基因和转运蛋白表达上调,并揭示出参与细胞生长、代谢等途径的差异蛋白,这些基因可能对共培养的营养互补关系起到重要作用。综上所述,本研究通过筛选水体中B族维生素营养缺陷型菌株和原养型菌株,对细菌种间营养互补关系及其机制进行了初步探究,为深入探索维生素种间互补的分子机制及其在微生物群落形成中的作用机制提供了新的科学依据。