聚乙烯对苯二甲酸酯（PET）初级降解产物调控海洋弧菌Vibrio gazogenes DSM 21264的环二鸟苷酸（c-di-GMP）、环腺苷酸（cAMP）信号通路与群体感应（QS）机制

这篇研究首次揭示了海洋弧菌Vibrio gazogenes DSM 21264通过分泌PET水解酶PET6降解微塑料，并发现其初级降解产物BHET和TPA通过干扰c-di-GMP、cAMP-CRP和QS信号通路，调控细菌生物膜形成、色素合成及环境适应性，为理解微生物在"塑料圈"（plastisphere）中的生态行为提供了新视角。

　　

ABSTRACT
全球海洋塑料污染日益严重，而弧菌属（Vibrio spp.）是"塑料圈"（plastisphere）的常见定殖者。本研究聚焦非致病性海洋弧菌Vibrio gazogenes DSM 21264，其基因组编码的广谱酯酶PET6可降解聚乙烯对苯二甲酸酯（PET）。通过转录组学和表型分析，揭示了PET初级降解产物如何通过调控细菌核心信号网络影响其环境适应性。

DSM 21264在PE和PET上形成斑块状生物膜并释放降解产物
扫描电镜和共聚焦显微镜显示，该菌在PET和聚乙烯（PE）表面形成单层生物膜（2-3 μm厚），并分泌μM级单(2-羟乙基)对苯二甲酸酯（MHET）和对苯二甲酸（TPA）。值得注意的是，外膜蛋白OmpU在生物膜中高表达，暗示其在塑料表面定殖中的关键作用。

转录组解析PET6基因表达调控机制
通过42组RNA-seq数据分析发现，pet6基因在浮游状态下表达量高于生物膜状态，且5 mM BHET（PET初级降解产物）可使其转录水平提升5倍。意外发现金属-β-内酰胺酶UlaG也参与BHET降解，30 mM BHET使其表达上调7.9倍。

BHET和TPA干扰三大信号网络

1. c-di-GMP信号：30 mM BHET显著抑制二鸟苷酸环化酶（如cdgB/C/I/J/M）转录，导致生物膜形成受阻。
2. 群体感应（QS）：高浓度BHET使低细胞密度调节因子AphA和高密度调节因子HapR表达几乎消失，同时抑制CAI-1自诱导剂合成酶cqsA。
3. cAMP-CRP信号：30 mM BHET完全关闭CRP转录，影响碳代谢调控。

表型变化与生态启示
BHET浓度≥10 mM时，菌落失去红色色素prodigiosin，生物膜形成能力丧失。这些发现表明PET降解产物可能作为营养信号，通过干扰核心信号网络影响弧菌在海洋塑料表面的定殖能力。研究为开发塑料降解菌株和评估"塑料圈"中病原体富集风险提供了理论基础。

MATERIALS AND METHODS
实验采用人工海水培养基（ASWM），通过扫描电镜、UHPLC和启动子报告系统（如P_adhE
::amCyan）验证基因功能。RNA-seq数据通过Salmon软件比对至新组装的DSM 21264基因组（CP151640-CP151641），差异基因筛选标准为|log₂
FC|>2且FDR<0.05。

DISCUSSION
与Ideonella sakaiensis不同，V. gazogenes缺乏完整的TPA代谢途径，但通过adhE基因参与乙二醇（EG）代谢。研究首次提出PET降解产物作为环境信号的调控模型：BHET通过抑制c-di-GMP合成酶和激活原噬菌体基因（如VGPH01-03），促使细菌从生物膜状态转向浮游状态。这种适应性机制可能影响海洋塑料微环境中微生物群落的动态平衡。