波罗的海夏季浮游植物群落中游动孢子寄生虫的动态研究：首次揭示真菌与蓝藻互作的关键生态作用

本研究针对波罗的海北部沿岸水域浮游植物-寄生虫互作机制不清的问题，通过DNA宏条形码、单细胞测序和显微观测技术，首次系统揭示了盐度梯度下浮游寄生壶菌(Chytridiomycota)的群落特征及其对蓝藻水华的调控作用。研究发现壶菌感染率最高达5.8%，并鉴定出感染有毒蓝藻Nodularia spp.的卵菌(Oomycete)新种，为理解波罗的海微生物食物网提供了关键数据。

　　

在波罗的海这片世界上最大的半咸水海域，每年夏季爆发的蓝藻水华正成为日益严重的生态威胁。这些能产生毒素的蓝藻不仅破坏水域生态平衡，更通过"真菌分流"(fungal shunt)机制影响碳循环。然而，人们对浮游植物与寄生虫的互作关系知之甚少，特别是在盐度梯度变化的沿岸区域。

芬兰图尔库大学(University of Turku)的研究团队选择波罗的海北部沿岸6个站点，通过多学科方法揭示了游动孢子寄生虫的生态作用。研究发现盐度是驱动真核微生物群落结构的主要因素，而叶绿素a和NH₄-N则主导真菌群落变化。令人惊讶的是，一种未鉴定的卵菌对有毒蓝藻Nodularia的感染率高达85%，这可能为控制有害藻华提供新思路。

研究采用三大关键技术：1)DNA宏条形码分析微生物群落结构；2)显微观察结合荧光染色定量感染率；3)单细胞全基因组扩增和纳米孔长读长测序鉴定寄生虫种类。样本来自2018年7-8月芬兰Tvarminne地区不同盐度(2.3-5.5)的沿岸站点，涵盖200mL-700mL水样和沉积物样本。

【微生物群落多样性】

PCoA分析显示真核生物群落差异19.8%由盐度决定。内湾站点(INNER)的真核和真菌α多样性显著高于外海(OUTER)，其中绿藻(Chlorophyta)和甲藻(Dinophyceae)在内湾占优(21%±11和16%±12)，而硅藻在外海更丰富(37%±25)。

【寄生虫感染特征】

显微镜观察到10个宿主类群的感染现象，包括2种硅藻、5种绿藻和3种蓝藻。壶菌是主要寄生虫类群，感染率与宿主生物量呈正相关(Spearman's rho=0.63)。单细胞测序获得的8个壶菌序列均属于壶菌门(Chytridiomycota)，其中感染Staurastrum sp.的壶菌与淡水种Staurastromyces oculus相似度达98%。

【生态意义】

研究发现：1)寄生性壶菌占浮游真菌群落的55%，是碳循环的关键调节者；2)盐度梯度导致宿主-寄生虫互作呈现空间异质性；3)新发现的卵菌对Nodularia的高感染率可能成为控制蓝藻水华的新途径。这些结果填补了波罗的海寄生虫生态学研究的空白，为预测气候变化下的藻华动态提供了理论基础。

讨论部分强调，虽然平均感染率(INNER 0.5%，OUTER 1.4%)低于淡水湖泊，但寄生虫通过"top-down"控制机制显著影响浮游植物群落结构。研究还发现沉积物中壶菌多样性更高(47±39 ASVs)，可能是寄生虫的"种子库"。该成果发表在《FEMS Microbiology Ecology》，为半咸水生态系统研究树立了新标杆。