俄亥俄州湖泊蓝藻有害藻华(cyanoHABs)的宏基因组解析：从群落结构到毒素产生机制

为解决蓝藻有害藻华(cyanoHABs)引发的生态健康危机，来自美国的研究团队对俄亥俄州Grand Lake St. Marys和伊利湖西盆地的cyanoHABs样本进行宏基因组测序，通过metaSPAdes组装和CheckM2质量评估，获得11个符合MIMAG标准的蓝藻MAGs（包括产微囊藻毒素的Planktothrix agardhii），揭示了不同水体中蓝藻群落组成差异，为HABs防控提供基因组资源。

　　

蓝藻引发的有害藻华(cyanoHABs)正在全球水域肆虐，不仅威胁饮用水安全，还会释放肝毒素微囊藻毒素。美国俄亥俄州45%的湖泊饱受其害，其中Grand Lake St. Marys(GLSM)更是北美富营养化最严重的湖泊之一，常年被产毒菌株Planktothrix agardhii霸占，而伊利湖(LE)西部则交替上演Microcystis和Dolichospermum的"藻华二重奏"。

科研团队于2021-2022年采集两地水样，用64微米浮游生物网浓缩后，像制作"藻类冰激凌"般速冻于液氮。通过QIAGEN试剂盒提取的DNA，在Illumina NovaSeq 6000上产出2.3亿条高质量读长——相当于把蓝藻基因组撕成150bp的碎片再玩拼图。

这些基因碎片经过metaSPAdes v4.0的魔法重组，配合geNomad和Whokaryote的"安检系统"，将病毒、真核和原核序列分门别类。MetaBAT2等五种"智能分拣机"联手Binette，最终获得11个蓝藻Metagenome-Assembled Genomes(MAGs)，其中GLSM_49081菌株的基因组完整度高达99.74%，堪称"教科书级的Planktothrix agardhii基因档案"。

有趣的是，GLSM样本中Planktothrix agardhii独领风骚，而LE样本则像"蓝藻联合国"：既有能固氮的Dolichospermum sp001672075（完整度99.63%），又有产毒能手Microcystis aeruginosa，甚至还有嗜热菌Cyanobium在64%的GC含量里暗藏玄机。这些保存在GenBank的基因组"身份证"(如GCA_049243445.1)，将成为解码藻华毒素开关的关键钥匙。