近日，南华大学公共卫生学院杨飞教授团队以“Insights into the interaction mechanisms between microcystin-degrading bacteria andMicrocystis aeruginosa”为题，在国际学术期刊Water Research（自然指数期刊，中科院1区Top）发表学术论文，揭示藻毒素降解细菌和水华蓝藻之间的互作机制。公共卫生学院副教授彭堂见、硕士研究生蔡丹平为论文共同第一作者，杨飞教授为通讯作者。
蓝藻水华及其产生的藻毒素严重威胁生态安全、危害动物和人体健康。弄清蓝藻水华的发生和发展机制，对于其治理具有重要意义。在自然水体中，细菌常以“藻际微生物”的方式与蓝藻密切共存，影响蓝藻水华的发生发展过程。藻毒素降解菌是“藻际微生物”主要的类群之一，然而目前对于藻毒素降解菌对蓝藻的生长、生理生化特性、代谢及毒素合成的影响，以及蓝藻对藻毒素降解菌的生长代谢和毒素降解能力的影响及其机制，目前尚存在诸多不明确之处。
基于此，杨飞教授团队构建了典型微囊藻毒素-LR（MC-LR）降解菌Sphingopyxissp. YF1和产毒蓝藻Microcystis aeruginosaFACHB-905的共培养体系，发现在培养前7天，细菌使蓝藻的生长增加了24.8%至44.3%，而在整个培养过程，蓝藻使细菌的生长增加了59.2%至117.5%，表明它们之间存在着互利共生的关系。细菌缓解了体系的氧化应激，这可能对促进蓝藻生长有重要作用。通过检测蓝藻胞内外MC-LR含量发现，细菌增加了蓝藻细胞内MC-LR含量，并能显著降低胞外MC-LR浓度，表明微囊藻毒素降解菌在促进蓝藻产毒素和降解藻毒素方面具有双重作用。此外，菌藻细胞界面产生了胞外聚合物，推测胞外聚合物介导了细菌吸附到蓝藻细胞表面以及菌、藻细胞之间的物质交换。基于以上结果，研究团队构建了藻毒素降解菌YF1与产毒蓝藻FACHB-905之间的互作模型（图1）。
图1藻毒素降解菌Sphingopyxissp. YF1和产毒蓝藻Microcystis aeruginosaFACHB-905的互作模型
本研究首次揭示了藻毒素降解菌和水华蓝藻之间的相互作用机制，为蓝藻水华的发生和发展过程提供了新的见解。
近年来，杨飞教授团队连续在Water Research、Journal of Hazardous Materials、Environment International、Science of the Total Environment、Environmental Pollution等国际环境医学领域著名期刊发表重要研究成果。长期以来，团队面向人民健康和国家重大需求，聚焦于“典型环境污染物的健康危害及生物防控”，取得了一系列的科研成果，积极为改善生态环境、保障人民健康及促进人与自然和谐共生贡献力量。
论文信息：Insights into the interaction mechanisms between microcystin-degrading bacteria andMicrocystis aeruginosa, Water Research 2024 Vol. 265 Pages 122241
https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.122241
