热带墨西哥河流中潜在有毒的蓝细菌垫：基础蓝细菌的系统发育及相关微生物群落组成

《Aquatic Sciences》：Potentially toxic cyanobacterial mats in tropical Mexican rivers: phylogeny of foundation cyanobacteria and associated microbiome composition

　　

摘要

底栖蓝藻垫是复杂的微生物生态系统，蓝藻在其中与多种相关微生物共存，这些微生物参与生物地球化学循环及次级代谢产物的合成。本研究旨在鉴定底栖垫的奠基蓝藻及其相关细菌群落，并评估硅质和石灰质流域热带山区河流中环境因子和生物因子对潜在毒素产生的影响。我们综合运用了形态学表征、16S rRNA基因扩增子测序、蓝藻毒素相关分子分析、基于高效液相色谱（HPLC）的毒素检测以及对研究地点的环境特征分析。我们在硅质流域中鉴定出奠基蓝藻为Tychonema sp.、Compactonostoc sp.、Albertania sp. 和 Chamaesiphon mexicanus，在石灰质流域中鉴定出 Oxynema sp. 和 Ancylothrix sp.。相关细菌群落以假单胞菌门（Pseudomonadota）和芽孢杆菌门（Bacillota）为主，但不同蓝藻垫之间的群落组成存在显著差异。氮素可利用性与细菌群落组成差异相关，而温度、pH 和电导率则与α多样性模式相关。蓝藻毒素相关分析揭示了潜在产毒垫和经HPLC确认的产毒垫，包括在与 Microcoleus sp. 和 Planktothrix agardhii 相关的垫中检测出微囊藻毒素。潜在产毒垫与HPLC确认产毒垫之间的细菌群落组成无显著差异，但群落离散度在组间有所不同。总体而言，结果表明底栖蓝藻垫之间存在显著的环境和微生物异质性，并记录了热带山区河流中蓝藻毒素的存在，为进一步详细评估与产毒蓝藻球体的支持及其代谢分层相关的生态和环境因子以及互利关系奠定了基础。