微囊藻强化假单胞菌产胞外超氧自由基及其机制

生物源超氧自由基是天然水体中活性氧的重要来源,以天然水体中广泛存在的微囊藻和假单胞菌为研究对象,考察种间电子传递对天然水体中生物源超氧自由基生成的影响及机制。研究发现在天然水体中藻的存在可显著提升假单胞菌产生胞外超氧自由基的生成量,且这种上升趋势伴随着光照节律而变化,但该现象并非由菌藻密度及水体本底物质变化引起,而是由于细菌与藻类之间物质交换造成的。此外,随着培养时间的延长,胞外超氧自由基的产生量上升导致细菌密度降低,这是由于超氧自由基的大量生成造成细菌外部氧化压力急剧上升,使得细菌出现表面皱缩,进入衰亡阶段。为进一步探究微囊藻强化假单胞菌产生胞外超氧自由基的机制,对与超氧自由基生成直接相关的还原性辅酶I(NADH)和还原性辅酶II(NADPH)进行分析,发现在菌藻共存体系中NAD(P)H含量在胞外超氧自由基上升阶段显著上升,说明藻类通过光合作用产生的NAD(P)H可外泌到胞外进而影响细菌的电子传递,导致超氧自由基的产生。此外,NAD(P)H的增加还会影响细菌的抗氧化系统,降低细菌对超氧自由基的清除能力,从而导致超氧自由基在细菌体外的积累。这一发现揭示了一种新的菌藻互作机制,对理解环境微生态平衡和污染物降解具有重要意义。