俄勒冈湖中两株竞争性长孢藻（Dolichospermum）菌株驱动蓝藻毒素 blooms 的动态演替：一项长达12年的生态毒理学研究

本刊推荐：本研究通过12年持续监测，揭示美国底特律湖蓝藻水华（CyanoHABs）的毒素产生机制从cylindrospermopsin（CYN）向microcystin（MC）的关键转变。研究发现两种产毒长孢藻（Dolichospermum sp. DET69/DET73）的竞争动态是主导因素，为湖泊管理提供了精准监控靶点（如分子监测工具设计），表明即使无显著环境扰动下蓝藻群落仍会发生剧烈更替。

　　

Highlight

【水样采集】

底特律湖设置三个采样点（见图1）：

• 拦木桩区（LB）：大坝前约100米，拦木桩东侧（44.71786, -122.24601）

• 加热器溪湾（HT）：（44.695082, -122.240566）

• 喷发溪湾（BO）：（44.675663, -122.185073）

每周采集5-9月藻华期表层水样（含可见浮沫），立即冰藏运送至实验室。2018-2024年部分样品进行宏基因组测序（方法见2.2节）。

【2012-2024年底特律湖CYN减少与MC上升趋势】

三处长期监测点的藻毒素数据显示（图2），该湖主要产生CYN和MC（表S1未检出显著anatoxin-a或saxitoxin）。已知Dolichospermum sp. DET69产CYN，DET73产MC（Dreher等, 2021b; 2022）。

2018年前，主要毒素为CYN（尤其5月下旬至6月初短暂高峰），MC浓度极低。2018年转折：CYN和MC均升高，MC持续产自5月中旬至7月。2019-2024年MC反超CYN，早期CYN峰值显著降低。

两种Dolichospermum菌株的实时定量PCR（图3）显示：2018年前DET69（CYN⁺）占优；2018年两者均扩增；2019年后DET73（MC⁺）成为主导。16S rRNA扩增子测序（图4）验证此更替趋势。

非产毒藻如Aphanizomenon flos-aquae和Gloeotrichia echinulata在后期偶现，但Dolichospermum仍是藻华主角。

【数据可用性】

第3.3.2.1节涉及的扩增子序列已保存至NCBI SRA：SRP505402。

【未引用参考文献】

（略）

【CRediT作者贡献声明】

Theo W. Dreher： 原稿撰写-主导，研究监督，项目管理，资金获取，数据分析，概念化。Connie S. Bozarth： 审阅编辑，方法学指导，实验操作。Jonathan W. Shepardson： 审阅编辑，方法实施。Norman L. Buccola： 审阅编辑，数据分析。Ryan S. Mueller： 审阅编辑，数据分析。Elijah Welch： 审阅编辑，数据整理。Claudia S. Maier： 审阅编辑，质谱分析。