有害甲藻微小原甲藻的生长促进机制：由赤潮异弯藻源溶解有机质驱动的细菌群落演替

本研究针对赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo）与微小原甲藻（Prorocentrum minimum）的藻华演替现象，揭示了前者释放的溶解有机质（DOM）通过改变细菌群落结构（如富集黄杆菌科Dokdonia属），显著促进后者生长76-220%，同时抑制中肋骨条藻（Skeletonema costatum）生长24-28%。该成果发表于《Harmful Algae》，为解析藻华演替的微生物驱动机制提供了关键证据。

　　

海洋中频繁爆发的有害藻华（HAB）正因人类活动和气候变化愈演愈烈，其演替过程常伴随严重的生态经济损失。赤潮异弯藻（Heterosigma akashiwo）与微小原甲藻（Prorocentrum minimum）的连续爆发现象在东亚海域屡见不鲜，但两者间的关联机制始终成谜。早期研究排除了直接抑制或活性氧（ROS）作用，暗示溶解有机质（DOM）介导的细菌群落变化可能是关键推手。

韩国海洋科学技术院等机构的研究团队通过多组学分析发现，赤潮异弯藻在衰亡期释放的DOM富含腐殖质类碳（humic-like C），能特异性富集具有降解高相对分子质量有机物能力的细菌（如黄杆菌科Dokdonia属）。这些细菌将复杂DOM转化为微小原甲藻可利用的营养形式，使其生长率提升最高达220%，而同期中肋骨条藻（Skeletonema costatum）则被抑制28%。该研究首次揭示了藻华演替中"DOM-细菌-藻类"的三级作用链条，为预测和干预有害藻华提供了新靶点。

关键技术包括：1）藻类培养与DOM分阶段提取（指数期/稳定期/衰亡期）；2）细菌群落16S rRNA基因测序；3）荧光光谱分析DOM组分（如腐殖质类/富里酸类碳）；4）功能预测（PICRUSt2）。

【溶解有机质成分与浓度变化】
赤潮异弯藻培养过程中，衰亡期DOM的腐殖质类碳占比显著升高（较指数期增加47%），DOC浓度达150.45 mg L^-1。这种组分变化与后续细菌群落演替直接相关。

【细菌群落动态响应】
DOM暴露导致黄杆菌科相对丰度提升3.8倍，其中Dokdonia属与微小原甲藻生长呈正相关（r=0.82）。相反，缺乏DOM时富集的甲烷氧化菌和溶藻细菌可能抑制藻类生长。

【藻类生长差异】
微小原甲藻在DOM修饰的细菌环境中比对照组生物量高2.2倍，而中肋骨条藻受抑制。功能预测显示DOM组细菌的氨基酸合成通路显著活跃，可能通过提供微量营养素促进甲藻生长。

该研究证实藻华衰亡期释放的DOM通过"富营养细菌-抑制竞争者"的双重机制驱动物种演替。特别是腐殖质类碳与富里酸类碳的比例（C_humic/C_fulvic）可作为预测演替进程的生物标志物。这些发现不仅解释了东亚海域常见的赤潮异弯藻-微小原甲藻演替现象，还为发展基于微生物调控的藻华治理策略奠定了理论基础。