Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (IF=9.4) 2024-04-03
徳國耶拿大學(xué) Maria Mittag課題組
微藻是地球初級生產(chǎn)的關(guān)鍵貢獻者。在進化早期，這些微藻便與細菌共存于自然界中，其相互作用的方式深刻影響了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能。已有研究表明，細菌Pseudomonas protegens對微藻Chlamydomonas reinhardtii具有毒性。該細菌通過分泌環(huán)狀脂肽和炔類化合物，導(dǎo)致藻類鞭毛脫落、感光功能失效并最終導(dǎo)致細胞裂解。本研究首次報道了細菌Mycetocola lacteus與C. reinhardtii建立的互利共生關(guān)系，并揭示其顯著的輔助作用。研究顯示，M. lacteus不僅能促進藻類生長，還從藻類中獲取所需的有機硫（甲硫氨酸）以及維生素B1、B3和B5。在三方共培養(yǎng)實驗中，M. lacteus在存在拮抗細菌P. protegens的情況下，能夠有效保護藻類免受其攻擊。通過結(jié)合合成天然產(chǎn)物化學(xué)、高分辨質(zhì)譜技術(shù)以及藻類Ca2?信號分析，研究發(fā)現(xiàn)，M. lacteus通過水解環(huán)狀脂肽的酯鍵來保護藻類。該反應(yīng)生成的線性開環(huán)酸不會引發(fā)藻類細胞內(nèi)Ca2?穩(wěn)態(tài)的紊亂，避免了鞭毛脫落的發(fā)生。因此，藻類能夠保持運動能力，成功游離拮抗細菌的威脅并存活下來。此外，研究表明，這三種相關(guān)的屬（Pseudomonas、Mycetocola和Chlamydomonas）在自然界中共存的現(xiàn)象較為普遍。進一步的實驗發(fā)現(xiàn)，Pseudomonas和Mycetocola的相關(guān)種類在三方共培養(yǎng)中也分別表現(xiàn)出拮抗或輔助作用。這一發(fā)現(xiàn)揭示了微生物交互網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性及其對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵作用。
原文鏈接：A mutualistic bacterium rescues a green alga from an antagonist
