巨藻Macrocystis pyrifera（Linnaeus）C. Agardh早期配子体发育阶段的细菌群落动态

《Journal of Applied Phycology》：Bacterial community dynamics in early gametophyte developmental stages of the giant kelp Macrocystis pyrifera (Linnaeus) C. Agardh

本研究分析巨藻Macrocystis pyrifera孢子释放及0-72小时早期配子体细菌群落动态，发现24小时结构显著变化，分为0-12h、24h和48-72h三阶段，功能代谢从定居相关途径转向冗余的生物膜形成、信号传导及营养代谢，最终趋于稳定，揭示早期微生物群动态及其对藻苗健康的影响。

　　

摘要

海藻与多种细菌群落形成共生关系，这些细菌群落对海藻的生长发育、健康状况和生存至关重要。尽管大多数研究都集中在海藻的宏观阶段，但对于其早期发育过程中这些微生物关联的组成和动态变化知之甚少。在这项研究中，我们以巨藻Macrocystis pyrifera为研究对象，解析了与其新释放的孢子以及早期配子体（长达72小时）相关的细菌群落组成，并将其与同一采样地点的孢子体及周围海水中的细菌群落进行比较。通过16S rRNA基因测序，我们发现不同发育阶段、孢子体及海水中的细菌群落存在显著差异，表明微生物的定殖具有阶段性特征。细菌多样性随时间逐渐增加，在孢子释放后24小时时细菌群落结构发生了明显变化，可分为三个阶段：0至12小时、24小时和48至72小时。这一转变过程中，红细菌（Rhodobacteria）和Colwelliales菌目细菌显著增多。功能分析显示，早期阶段的细菌群落以与定殖和定居相关的代谢途径（如氨基酸代谢、次级代谢产物生物合成）为主；而中间阶段的细菌群落功能更为多样，生物膜形成、信号转导和养分处理功能较为突出。到72小时时，细菌群落的功能特征转向维持性活动，这与稳定的微生物组状态相符。这些发现突显了海藻早期发育过程中相关微生物组的动态特性，并强调了研究这些微生物群落对于提高养殖场水产物苗健康状况和抗病能力的重要性。

海藻与多种细菌群落形成共生关系，这些细菌群落对它们的生长发育、健康状况和生存至关重要。虽然大多数研究都集中在海藻的宏观阶段，但对于其早期发育过程中这些微生物关联的组成和动态变化知之甚少。在这项研究中，我们以巨藻Macrocystis pyrifera为研究对象，解析了与其新释放的孢子以及早期配子体（长达72小时）相关的细菌群落组成，并将其与同一采样地点的孢子体及周围海水中的细菌群落进行比较。通过16S rRNA基因测序，我们发现不同发育阶段、孢子体及海水中的细菌群落存在显著差异，表明微生物的定殖具有阶段性特征。细菌多样性随时间逐渐增加，在孢子释放后24小时时细菌群落结构发生了明显变化，可分为三个阶段：0至12小时、24小时和48至72小时。这一转变过程中，红细菌（Rhodobacteria）和Colwelliales菌目细菌显著增多。功能分析显示，早期阶段的细菌群落以与定殖和定居相关的代谢途径（如氨基酸代谢、次级代谢产物生物合成）为主；而中间阶段的细菌群落功能更为多样，生物膜形成、信号转导和养分处理功能较为突出。到72小时时，细菌群落的功能特征转向维持性活动，这与稳定的微生物组状态相符。这些发现突显了海藻早期发育过程中相关微生物组的动态特性，并强调了研究这些微生物群落对于提高养殖场水产物苗健康状况和抗病能力的重要性。