《Marine Pollution Bulletin》抗生素对浒苔生长发育影响的分子机制

海藻作为一种重要的海洋生物资源，在维护海洋生物多样性方面具有重要作用。近年来，由于气候变暖和水体富营养化程度的加剧，绿潮等有害藻华事件在全球范围内频繁暴发，其发生频率、灾害程度和影响范围均呈上升趋势，已对沿海地区经济发展、生态安全等构成严重威胁。有害藻华的发生伴随着极其复杂的生态过程，受到诸多因素影响。

大型海藻中含有丰富的共附生菌群落。藻类和细菌之间的共生关系一直是研究热点。现阶段已有诸多研究结果表明，浒苔共附生菌不仅能够参与藻类的生理活动，甚至还在一定程度上对绿潮的迁移和暴发起到了促进的作用。由于藻类对抗生素具有一定的敏感性，通常选择用抗生素培养以获得未受损的无菌藻类，进而研究细菌对藻类的影响。不过，抗生素在除去藻类表面附生菌的过程中，也会对藻类带来相应的影响。目前大多数研究都停留在微藻层面，针对抗生素对大型海藻影响的探索还相对有限。

在此背景下，为深入研究抗生素对浒苔生长发育的影响，上海海洋大学何培民教授和张建恒副教授所带领的工作组利用含有0.1 g/L青霉素G、0.1 g/L硫酸新霉素和0.03 g/L多黏菌素B的混合抗生素培养液成功构建出了浒苔的愈伤组织。研究发现，这3种抗生素对浒苔配子体的发育以及分枝生长有着显著的抑制作用。在抗生素胁迫下，浒苔基因表达出现了显著变化。DNA复制和错配修复途径的基因表达下调，纤维素合酶基因、核糖体蛋白有关基因显著上调，致使藻体细胞壁增厚、细胞分裂减弱，最终导致藻类生长速率降低和形态不规则。CAT活性的增强和药物代谢基因的上调，表明浒苔增强了自身的抗氧化能力，并表现出对外界胁迫的代谢抗性。此外，研究发现三种抗生素联合处理会导致浒苔相应的共附生菌丰度减少，与此同时，藻体无法形成典型形态。因此，本研究推测抗生素抑制的Maribacter等细菌对浒苔正常生长发育具有重要作用，这将为浒苔共附生细菌功能的深入研究奠定一定的基础。同时，此次研究所运用的无菌培养方法，也为后续更加深入地研究共附生菌对藻体形态建成以及生长发育的影响奠定了重要基础。

来源：Marine Pollution Bulletin