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细菌“园丁”养殖藻类

发布时间:2020-09-25 17:03:01

它们可能是世界上最小、最古老的园丁。一种海洋细菌通过利用杀虫剂防范其他微生物来照料藻类。弄清楚玫瑰杆菌如何做到这一点,能帮助人们更好地了解拥有丰富的细菌及其微藻类“作物”的全球海洋中的营养素循环。

“在全球营养物循环中,它们是关键角色。”来自丹麦技术大学的Eva Sonnenschein在日前于波士顿举行的美国微生物学会年会上报告了其团队的最新成果。平均而言,玫瑰杆菌占全球细菌多样性的3%,在某些地方甚至高达20%。

Sonnenschein的工作以目前在普林斯顿大学任职的Mohammad Seyedsayamdost于2011年作出的一项发现为基础。Seyedsayamdost发现,在食物充足时,藻类会产生有助于玫瑰杆菌茁壮生长的营养物质。反过来,这种细菌会制造充当杀虫剂的抗生素,从而保护藻类免受同其竞争的菌株侵害。

细菌和藻类似乎均从这种安排中受益。这令人联想到蚂蚁“养殖”蚜虫。“我怀疑,这是一种互利共生。”来自马里兰大学帕克分校的Rita Colwell表示,“如果不是对双方都有好处,这种现象不会存在。”

不过,当日子变得艰难,藻类开始同细菌竞争资源时,“农场主”便停止制造抗生素。相反,它们会产生一种杀死藻类的物质,从而收获丰富的藻类腐烂产物。

如今,Sonnenschein团队研究了细菌用来管理藻类“花园”的工具。它们包括保护藻类免受其他细菌侵害的“除草剂”——tropodithietic酸(TDA),以及杀死藻类用于收割的物质——roseobacticides。

研究人员发现,制造TDA的微生物并不总是也能产生杀死藻类的化合物。相反,他们辨别出41个在这些细菌中独一无二且能制造roseobacticides的基因簇。藻类分解产物被认为能引导产生更多roseobacticides,从而创建了一个导致更多藻类被杀死的正反馈循环。

目前,Sonnenschein和同事正试图评估藻类“养殖”产生的环境影响,以及指示细菌保护还是收割藻类的因素


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