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有害赤潮及其引发的麻痹性贝类毒素(PSP)是全球性生态灾害及重大环境问题。典型赤潮甲藻微小亚历山大藻引发赤潮在我国东海海域发生频繁,并可产生麻痹性贝毒(PSP)在内的多种赤潮毒素。严重影响海产品安全,人误食了污染了 PSP的海产品会引发人体中毒甚至死亡。然而,PSP来源问题尚未明确是由其共生菌产生还是其宿主藻类产生。因此,只有对PSP来源和产生机制深入研究,才能实现对PSP的科学防控。藻菌关系为揭示藻共生菌在PSP的产生过程中发挥何种作用以及揭示PSP产生机制奠定了基础,而目前对此尚缺乏系统性研究。因甲藻基因组庞大,全基因组测序工作难以开展,而藻共生菌相比于产毒甲藻更易于培养,且基因组小的特性。因此从自产毒菌株角度研究PSP的来源和合成机制更易取得实质性突破。本文通过免培养的高通量测序方法首次解析了产PSP典型赤潮甲藻微小亚历山大藻(Alexandrium minutum,amtk-4)共生菌群的种类及相对丰度;借助微生物纯培养方法分离获得可培养共生菌株5株;通过微生物多相分类学方法对新种Z1-D进行了细菌分类学鉴定;基于全基因组功能基因比对及蛋白结构模拟,对其可培养菌株Z1-D PSP起始合成基因sxtA1进行了基因进化分析。结果表明,其共生菌群包括6门、14纲、28目、45科及64属。其中优势属5个,包括乳球菌属(Lactococcus)25.5%、沟鞭藻玫瑰杆菌属(Dinoroeobacter)19.8%、玫瑰杆菌属(Roseovarius)8.6%,芽孢杆菌属(Bacillus)6.2%,及红细菌科(Rhodobacteraceae)未鉴定属6.1%。其中未鉴定属比例高达59.7%。分离自amtk-4的2株菌株Z1-D和Z1-4分别为Sulfitobacter属及Mesorhizobiu属新种,经细菌多相分类学鉴定将菌株Z1-D鉴定为Sulfitobacter属的一个新种,命名为Sulfitobacter alexandri Z1-DT;基因组中orf01498片段与sxtA1高度同源,并与水华束丝藻(Aphanizomenon)及拟柱胞藻属(Cylindrospermopsis)等蓝细菌sxtA1基因聚类。菌株Z1-D基因组中8个sxtA1高度同源基因片段的预测蛋白三级结构符合甲基转移酶(SAM-dependent methlyltransferase)典型结构特征。表明amtk-4共生菌新种Z1-D具有PSP起始合成遗传基础。本研究可为PSP的来源相关研究提供菌株研究材料,也可为赤潮甲藻微小亚历山大藻共生菌的产毒基因分析提供科学依据。