韩国海藻产区褐藻胶降解菌的分离鉴定及其作为植物促生生物肥料的潜力验证

这篇研究从韩国海藻主产区土壤中分离出13株褐藻胶（alginate）降解菌，包括首次报道具降解能力的Zobellella新亚种。通过16S rDNA测序和底物特异性分析，揭示了菌株对聚甘露糖醛酸（poly-M）和聚古洛糖醛酸（poly-G）的差异化降解特性，其中3株菌能合成生长素（auxin）并显著促进拟南芥（Arabidopsis thaliana）营养生长。研究为褐藻胶裂解酶（alginate lyase）的工业应用及微生物肥料开发提供了新资源。

　　

褐藻胶降解菌的筛选与鉴定
从韩国全罗南道、济州岛和庆尚南道的海岸土壤中，研究者通过添加0.1%海藻酸钠富集培养，从61株初筛菌株中鉴定出13株具褐藻胶降解活性的菌株。16S rDNA分析显示其分属于Vibrio、Zobellella、Marinomonas等7个属，其中Marinomonas sp. C3-3和Zobellella sp. D8-2的序列同源性低于99%，可能为新亚种。尤为值得注意的是，Zobellella属的降解能力为首次报道。

酶活特性与底物偏好
通过DNS法测定还原糖产量发现，Vibrio sp. B1-1和C1-2在48小时内分别产生0.747 mg/mL和0.711 mg/mL还原糖，活性位居前列。胞外酶活性检测表明，所有菌株的褐藻胶裂解酶主要分泌至胞外，但B3-2和E1-YE2的胞内酶活保留率达20-50%。底物特异性实验揭示，5株高活性菌株对poly-M的降解效率显著高于海藻酸钠和poly-G，其中B1-1对三种底物的裂解活性均最高。

生物膜与生长素合成的双刃剑效应
研究发现褐藻胶降解活性与生物膜形成呈负相关：高活性菌株B1-1和C1-2仅具弱生物膜能力，而低活性菌株B2-2和D6-3却形成强生物膜。通过Salkowski试剂和LC-MS/MS验证，Vibrio sp. C1-2和Marinomonas sp. C3-3能合成吲哚-3-乙酸（IAA），后者产量高达469.04 ppb/天，暗示其通过双重机制（AOS和激素）促进植物生长。

拟南芥生长促进实验
用5株菌悬液处理拟南芥5周后，所有处理组均显著增加叶片鲜重和总面积。值得注意的是，无IAA合成能力的Stenotrophomonas sp. A2-20仍表现出促生效应，说明褐藻胶寡糖本身具有刺激植物生长的功能。这种独立于生长素通路的促生机制，为开发新型藻基肥料提供了理论依据。

应用前景与未解之谜
该研究不仅拓展了褐藻胶裂解酶的微生物资源库（如Zobellella属的新功能），还揭示了菌株在农业和环保领域的多重价值。但生物膜与酶活的负相关机制、AOS调控植物信号通路的具体靶点，以及菌群-藻类-植物的三方互作网络，仍需通过转录组和微生物组学进一步解析。这些发现为"褐藻-微生物"协同的可持续农业模式奠定了基石。