微囊藻是一種以產(chǎn)生微囊藻毒素 （MC） 而聞名的藍(lán)藻，在全球范圍內(nèi)正在經(jīng)歷藻華的增加。它們最近被認(rèn)為是抗生素耐藥基因 （ARG） 廣泛傳播的潛在貢獻(xiàn)者。通過回顧大約 150 項(xiàng)最近的研究，提出了一個假設(shè)，表明微囊藻大量繁殖期間 MCs 濃度和微生物群落結(jié)構(gòu)的顯著波動可能會影響水性 ARGs 的動力學(xué)。在所有 MC 中，微囊藻毒素-LR （MC-LR） 在世界范圍內(nèi)分布最廣，尤其是在夏季在水庫中大量分布。MC 抑制蛋白質(zhì)磷酸酶或增加活性氧 （ROS），誘導(dǎo)氧化應(yīng)激，增強(qiáng)膜通透性，并導(dǎo)致 DNA 損傷。這進(jìn)一步提高了 ARG 的選擇性壓力和水平基因轉(zhuǎn)移 （HGT） 機(jī)會。微囊藻調(diào)節(jié) ARG 傳播的機(jī)制首次被系統(tǒng)地組織起來，側(cè)重于 MCs 的分泌和細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)的改變。然而，仍然存在一些知識空缺，特別是關(guān)于 MC 如何干擾電子傳遞鏈以及微囊藻如何促進(jìn) ARG 的 HGT。同時，形成藻類微生物聚集體的微囊藻的優(yōu)勢被認(rèn)為是保存和轉(zhuǎn)移 ARG 的熱點(diǎn)。然而，微囊藻可以消耗這些聚集體中其他分類群的營養(yǎng)物質(zhì)，從而降低攜帶 ARG 的細(xì)菌的密度。因此，需要進(jìn)一步的研究來探索不同營養(yǎng)條件下微囊藻和 ARG 宿主細(xì)菌之間的“共生-競爭”關(guān)系。解決這些知識差距對于了解藻類聚集體對水生抗生素耐藥組動力學(xué)的影響至關(guān)重要，并強(qiáng)調(diào)需要有效控制微囊藻以遏制抗生素耐藥性的傳播。從微囊藻水華的角度來看，人工濕地和光催化是阻止 ARGs 擴(kuò)散的有利策略，因?yàn)樗鼈兛梢栽诰S持水生生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時有效控制微囊藻和 MCs。
華東師范大學(xué)生態(tài)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 武冬課題組
原文鏈接：Algae blooms with resistance in fresh water: Potential interplay between Microcystis and antibiotic resistance genes
