溶藻细菌的筛选及群体感应信号对其活力的调节作用

为了开发微生物控藻技术,从藻际环境中分离了具有溶藻活力(algicidal ability)的细菌,并探讨了群体感应信号对溶藻活力的调节作用。通过稀释涂布法从甲藻赤潮样品中分离得到了10株溶藻细菌,16S rRNA基因序列鉴定为5个属,包括交替假单胞菌(Pseudoalteromonas sp.)、假单胞菌(Pseudomonas sp.)、弧菌属(Vibrio sp.)、新鞘氨醇杆菌属(Novosphingobium sp.)以及鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)。溶藻能力分析显示,这10株细菌均具有较强的溶藻能力,对裸甲藻叶绿素的产生具有明显的抑制能力,其中尤以新鞘氨醇杆菌最为突出。薄层色谱法TLC检测到8株细菌具有产群体感应信号的能力,信号分子主要为高丝氨酸内酯AHL C8、AHL C8 O以及AHL 10。为了验证群体感应信号对溶藻能力的调节作用,以新鞘氨醇杆菌为代表构建了AHL突变株,通过突变株与野生株的比较试验,发现AHL的缺失明显降低了溶藻能力,证实抑藻能力受到AHL信号的正向调节。酶活分析显示主要的抑制机制在于诱发了藻类明显的氧化应激,致使丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活力明显上升。考虑到藻类的有效防控是水生生态安全的重要组成部分,本研究结果提示微生物利用群体感应信号介导溶藻作用,可能帮助我们开发针对性的方法提升控制藻类的能力,例如合成生物学技术的引入。

藻际环境铁载体细菌的筛选及群体感应信号对其合成的调节作用

铁载体是海洋微生物获取铁元素的重要代谢因子,现有的一些研究推测海洋微生物铁代谢功能的发挥依赖群体效应,但海洋微生物群体行为的介导方式及其对铁载体功能的调节还未见揭示.为深入了解微生物的铁代谢特征,以藻际微生物为例,从中分离筛选产铁载体的细菌,并探讨群体感应信号(QS)对其合成的调控作用.利用稀释涂布法从甲藻赤潮样品中分离得到5株产铁载体的细菌,16Sr RNA基因序列鉴定为新鞘氨醇杆菌(Novosphingobium sp.)、鞘氨醇单胞菌(Sphingomonas sp.)、寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)、嗜水气单胞菌(Aeromonas hydr ophi la)和根瘤菌(R hizobiumar enae).铬天青S(CAS)检测法结合化学显色反应分析显示,细菌分泌的铁载体主要包括羧酸盐、异羟肟酸、儿茶酚和肠杆菌素.薄层色谱法(TLC)检测到4株细菌具有明显产群体感应信号的能力,信号分子主要为高丝氨酸内酯(AHLs)AHL-C8、AHL-C8-O以及AHL-10.为验证群体感应信号对铁载体的调节能力,以新鞘氨醇杆菌为代表构建AHL突变株,通过突变株与野生株的比较试验,发现AHL的缺失明显减少了铁载体的表达量,证实铁载体的分泌受到AHL信号的正向调节.考虑铁元素是藻际环境重要的微量元素,本研究结果提示微生物利用群体感应信号介导铁载体的表达,可能在藻菌关系中扮演着互利共生的作用.