群体感应调控鞘氨醇单胞菌丝状膨胀的机制研究：C8-HSL介导的丝状转化与污泥沉降性恶化

本研究揭示了低溶解氧环境下鞘氨醇单胞菌（S. natans）通过C8-HSL群体感应（QS）系统触发丝状转化的微观机制。该过程通过上调luxR基因（8.01倍）促进多糖（PS）分泌和鞘膜形成，导致污泥沉降性恶化。研究证实群体感应抑制剂香兰素可有效抑制丝状生长，为控制活性污泥法丝状膨胀提供了靶向干预策略。

　　

Highlight

污泥膨胀过程中S. natans的形态转化 under 不同DO浓度

随着低DO条件下污泥膨胀加剧，S. natans的相对丰度从0.0069%飙升至12.81%（图S1a）。其增殖引发絮体显著形态变化：絮体结构逐渐变得纤细松散，边缘延伸出菌丝（图S1 b-e）。在后期Phase II阶段，由交织菌丝形成的多孔网状结构进一步证实了丝状生长优势。

结论

本研究揭示了S. natans基于AHL-QS系统的单细胞向丝状形态转化机制。低DO环境下C₈-HSL介导的AHL-QS系统被激活，通过上调PS与鞘膜合成相关基因（涉及胞外输出和形态变化），促进丝状生长。群体淬灭剂使S. natans丝状生长比例从58.88%显著降低，证实QS干预可有效抑制污泥膨胀。

未引用文献

（Qiu等，2024；Valente等，2017）

作者贡献声明

Ting-Ting Liu：文稿撰写与实验研究

Wei-Xin Liu：方法构建

Shao-Yang Liu：概念设计

You-Peng Chen：理论框架

Peng Yan：基金资助与总体监督

Jin-Song Guo：数据验证

利益冲突声明

作者声明无已知竞争性利益关系

致谢

本研究由国家自然科学基金（52370030）和重庆市科学技术局（cstc2022ycjh-bgzxm0129）资助。