巴西红树林微藻系统发育分析与碳水化合物组成揭示代谢多样性及其生物技术潜力

本综述通过系统发育分析（18S/ITS）和碳水化合物组分表征，揭示了巴西红树林来源的Chlorella与Micractinium属微藻（含2新种M. brasiliense/M. mangrovii）的代谢多样性。研究发现胁迫条件下微藻碳水化合物总量高达46%（淀粉19%，非纤维素细胞壁单糖18%），凸显红树林微生物资源在生物精炼（Biorefinery）和功能性多糖应用方面的巨大潜力。

　　

^Highlight

红树林的光合自养微生物群落通过直接贡献于生态系统可持续性而发挥关键生态作用。尽管具有巨大生物技术潜力，该领域仍未被充分开发。全球红树林损失率高达20-35%，且无原始生态系统完整保留。在巴西Baixada Santista区域，约60%的红树林已消失，其余部分持续面临人为压力。这种环境压力可能推动微生物演化出独特适应性机制，使其成为高价值生物活性化合物的重要来源。

^{Results and discussion}

本研究通过18S和ITS区域测序成功鉴定出五株绿藻门（Chlorophyta）微藻。系统发育分析显示：B2、B4和B5菌株形成独立进化枝，与已知Micractinium序列相似度达99%；B1菌株被鉴定为Chlorella sp.；B3菌株虽与Micractinium聚为一支，但呈现显著遗传差异。值得注意的是，B2和B5被描述为新种——M. brasiliense和M. mangrovii。

碳水化合物分析揭示惊人代谢多样性：总碳水化合物含量介于25-46%，其中淀粉（11.90–22.39%）和非纤维素细胞壁单糖（11.57–18.85%）为主要组分，纤维素含量显著偏低（0.10–6.53%）。特别值得关注的是M. brasiliense B2菌株，其碳水化合物总量达46%，淀粉积累占19%，非纤维素细胞壁单糖占18%，展现出卓越的生物合成能力。

胁迫培养条件下（缺氮/高盐），所有菌株均表现出细胞壁多糖组成的动态调整。Micractinium属菌株显示出独特的单糖组成变化，其中鼠李糖和半乳糖比例显著增加，表明其细胞壁结构具有环境适应性重塑特征。这些发现为开发微藻细胞壁工程策略提供了新视角。

^Conclusion

本研究成功分离鉴定出Chlorella与Micractinium属的五株红树林微藻，包含两个新物种（M. brasiliense和M. mangrovii）。碳水化合物谱分析揭示了显著的代谢差异，反映了物种间的基因组调控多样性。M. brasiliense B2菌株展现出46%的总碳水化合物含量（淀粉19%，非纤维素壁单糖18%），其低纤维素特性（6%）更利于生物精炼加工。该研究为红树林微生物资源的生物技术应用提供了重要理论基础，特别是在多糖类高附加值产品的开发方面。