生长促进细菌Emticicia sp. JSL2和Sediminibacterium sp. SCP3对莱茵衣藻生长及代谢的菌株特异性调控机制研究

本研究揭示了两种微藻生长促进细菌（MGPB）——Emticicia sp. JSL2和Sediminibacterium sp. SCP3通过差异化的共生模式（游离vs.胞外聚合物黏附）和代谢调控机制（IAA/铁载体/生物素分泌），显著提升莱茵衣藻（C. reinhardtii）生物量及产物合成（脂质/烃类/蛋白质）。首次通过RT-qPCR证实MGPB通过上调rbcL、PGM1、DAGAT等基因增强碳固定与代谢物合成，为微藻-细菌共培养系统的理性设计提供分子依据。

　　

Highlight
本研究首次定量揭示了两种微藻生长促进细菌（MGPB）——Emticicia sp. JSL2和Sediminibacterium sp. SCP3通过截然不同的作用模式调控莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）的生长与代谢。SCP3通过胞外聚合物（EPS）紧密黏附藻细胞并展现密度依赖性促生长效应，而JSL2则以游离状态发挥广谱促进作用。

Characterization of microalgae growth-promoting functions of strains JSL2 and SCP3
如表1所示，JSL2和SCP3均能合成植物激素吲哚-3-乙酸（IAA），而SCP3还额外分泌铁载体和维生素B₇（生物素）。这些特性形成"代谢工具箱"——SCP3通过铁载体抢夺环境铁离子为藻细胞供铁，同时其合成的生物素直接参与藻类脂肪酸合成途径。有趣的是，JSL2虽缺乏这些附加功能，但其分泌的IAA浓度比SCP3高2.3倍，暗示两种菌株可能演化出不同的"藻际对话"策略。

Conclusion
共培养实验证实，SCP3使莱茵衣藻生物量提升217%，并同步增加脂质（1.8倍）、碳水化合物（1.5倍）和蛋白质（1.3倍）含量；JSL2则特异性促进脂质（2.1倍）和烃类合成。扫描电镜（SEM）捕捉到SCP3通过EPS形成的"分子桥"紧密包裹藻细胞，而JSL2则像"自由骑士"在培养液中游弋。基因表达谱显示，SCP3共培养组中核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶大亚基（rbcL）、磷酸葡萄糖变位酶1（PGM1）和二酰基甘油酰基转移酶（DAGAT）基因表达量分别上调4.2倍、3.7倍和5.1倍，揭示MGPB通过激活卡尔文循环和脂质合成通路实现"代谢引擎"超频。这些发现为精准设计藻菌共生系统提供了"基因开关"级别的调控靶点。