近日，中国科学院海洋研究所海藻遗传与发育研究团队在环境微生物学期刊 Applied and Environmental Microbiology 发表题为Effects of Vibrio parahaemolyticus on physiology and metabolism of Thalassiosira weissflogii in the co-culture system的研究论文。该研究基于弧菌与硅藻共培养实验，结合生理指标检测与转录组高通量测序，系统揭示了副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus）对硅藻威氏海链藻（Thalassiosira weissflogii）的生理及生化代谢过程的影响及内在机制，为深入理解藻菌互作提供了新视角。
硅藻在海洋初级生产中占据主导地位，约贡献 40% 的海洋初级生产力和 20% 的全球光合固碳量。硅藻通过分泌各种代谢产物与周围微生物互作，形成独特的 “藻际环境”。已有研究表明，藻际细菌通过利用藻际高浓度光合产物、降解硅藻胞外多糖等影响海洋碳循环。然而，在这种海洋微生态环境下，硅藻的生长与代谢活动是如何变化与调控的仍不清晰。副溶血性弧菌是一类广泛存在于海洋环境中且常与硅藻共存于“藻圈”微生态系统中的微生物。本研究通过构建威氏海链藻与副溶血性弧菌的共培养体系，分析硅藻在光合作用、碳氮代谢和几丁质代谢等方面的生理变化及转录响应。
研究发现，与副溶血性弧菌共培养条件下，威氏海链藻可能通过上调细胞周期相关蛋白的表达、利用细菌代谢物（如IAA）来维持正常的生长速率。弧菌显著抑制了藻细胞中叶绿素尤其是叶绿素c的积累，从而影响了硅藻光合作用效率，且藻细胞碳氮代谢平衡被打破，碳固定能力下降。几丁质作为威氏海链藻重要的细胞壁结构多糖，其代谢过程受弧菌影响：威氏海链藻通过上调几丁质合酶的表达量以及降低几丁质酶活性来增加几丁质的合成量，从而提高细胞壁强度以应对弧菌侵扰。此外，弧菌调控了威氏海链藻抗氧化酶系统与信号转导，硅藻表现出多层次的生理响应机制。该研究首次从分子水平系统解析了副溶血性弧菌对硅藻生理代谢的影响机制，拓展了对藻菌互作的理解，为未来在海洋生态和养殖水体健康调控等领域的研究提供了理论支撑。
中国科学院海洋研究所与青岛农业大学联培硕士研究生王佳慧为文章第一作者，副研究员邵展茹为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、中国科学院青年创新促进会等项目的共同资助。
论文信息：
Wang, J., Cheng, M., Wang, X., Wang, G., Duan, D., & Shao, Z*. Effects of Vibrio parahaemolyticus on physiology and metabolism of Thalassiosira weissflogii in the co-culture system. Applied and Environmental Microbiology, 2025, 91(5), e0032325. https://doi.org/10.1128/aem.00323-25
