阿联酋富营养化海湾微生物群落动态变化及神经毒素软骨藻酸的首次定量研究

本研究针对波斯湾/阿拉伯湾(PAG)极端环境下的微生物群落动态开展系统研究，首次在阿联酋沿海水域检测到1.12 μg/L的神经毒素软骨藻酸(DA)，通过18S rRNA和16S rRNA高通量测序技术揭示了浮游植物与细菌群落的季节性演替规律，为海湾地区有害藻华(HABs)预警提供重要科学依据。

　　

波斯湾/阿拉伯湾(PAG)作为全球夏季最热海域，其海洋生态系统承受着极端温度(夏季>36°C，冬季<12°C)和高盐度(36-40 psu)的双重压力。随着阿联酋沿海城市化的快速发展，富营养化导致的有害藻华(HABs)频发，但该区域微生物群落动态与毒素产生机制的系统研究长期空白。来自阿联酋研究团队在《Harmful Algae》发表的研究，首次揭示了Yas Bay微生物群落的季节性变化规律，并检测到该地区首例由伪菱形藻(Pseudo-nitzschia)产生的神经毒素软骨藻酸(domoic acid, DA)。

研究采用环境DNA测序技术(18S rRNA真核生物测序和16S rRNA原核生物测序)结合传统显微镜检，对11个采样站进行为期一年的动态监测。通过EXO多参数水质监测仪获取温度、盐度等环境参数，结合流式细胞术和高效液相色谱(HPLC)分析浮游植物生物量及DA浓度。

季节性环境差异
数据显示冬季(平均SST 22.3°C)与夏季(34.6°C)存在显著温差，伴随盐度从冬季40.1 psu降至夏季37.2 psu。营养盐浓度呈现冬季高氮磷比(16:1)与夏季低氮磷比(7:1)的典型季节模式。

微生物群落动态
18S rRNA测序揭示甲藻相对丰度占优(58%)，但显微镜显示硅藻贡献更高生物量。夏季伪菱形藻爆发期间，首次检出DA浓度达1.12 μg/L，超过国际警戒标准。16S rRNA分析表明γ-变形菌纲(夏季42%)与α-变形菌纲(冬季31%)存在显著季节更替。

共现网络分析
构建的微生物互作网络显示，夏季高温条件下产毒藻类与特定细菌类群(如红杆菌科)存在显著正相关，暗示微生物协作可能促进HABs形成。

该研究建立了PAG南部微生物群落的基线数据，证实极端环境与人为污染共同塑造了独特的微生物生态。首次DA检测警示需加强海湾地区藻毒素监测，研究提出的"温度-营养盐-微生物互作"框架为预测气候变化下HABs演变提供理论模型。论文采用的分子生物学与传统方法结合的策略，为全球极端环境微生物研究树立了新范式。