来自Sulfitobacter pseudonitzschiae H46的胞外多糖的鉴定及其杀菌机制：一种新型的海洋Chattonella marina藻华生物防治剂

《Harmful Algae》：Identification and Algicidal Mechanism of Extracellular Polysaccharides from Sulfitobacter pseudonitzschiae H46: A Novel Biocontrol agent for Chattonella marina Bloom

有害藻华的威胁及微生物生物防治策略研究。作者发现硫磺单胞菌H46分泌的胞外多糖（EPs）对刺细胞藻Marina的抑制率达75%，分子量10-30kDa的EPs通过破坏细胞膜结构实现裂解作用，并激活抗氧化防御机制。该研究首次证实细菌EPs可通过裂解作用抑制有害藻华。

　　

何家轩|杨琳|尹欣|赵家辉|邓亚丹|丁金峰|王帅|韩斌|郑莉

中国自然资源部第一海洋研究所青岛分析技术开发与海洋生态环境保护重点实验室，青岛，266061

摘要

有害藻华（HABs）对海洋生态系统和人类健康构成严重威胁。由于生物控制技术具有环境可持续性和高效性，其在缓解有害藻华方面的应用潜力备受关注。本研究探讨了球状细菌 H46分泌的胞外多糖（EPs）对有害藻类的杀藻活性，并分析了EPs的组成及其杀藻机制。结果表明，H46菌株的代谢产物具有物种特异性杀藻活性，尤其是对的抑制率约为75%。通过对代谢产物的分子量分级分析，发现10–30 kDa组分是发挥杀藻作用的核心活性成分。该组分被证实为细菌产生的EPs，它们通过破坏藻细胞膜完整性导致细胞内容物泄漏，从而引发细胞裂解。傅里叶变换红外光谱和高性能液相色谱分析证实，这些EPs具有典型的多糖结构特征，属于由甘露糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、N-乙酰葡萄糖胺、N-乙酰半乳糖胺、半乳糖和岩藻糖等七种单糖单元组成的杂多糖。此外，H46产生的EPs显著增强了中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的活性，表明EPs能够激活抗氧化防御机制，减轻活性氧引起的细胞损伤。这是首次报道细菌EPs通过裂解微藻发挥杀藻作用的研究。S. pseudonitzschiae H46产生的EPs有望成为控制藻华的新生物控制剂。

章节摘录

引言

作为初级生产者，海洋微藻在维持海洋生态系统和调节全球碳循环中起着关键作用（Yu等人，2024年）。然而，这些微藻的过度繁殖会引发有害藻华（HABs）（Liu等人，2022年）。这些藻华每年导致全球渔业损失达数十亿美元，并对沿海公共卫生构成严重威胁（Stoner等人，2023年；Zheng等人，2025年）。

菌株与培养

目标菌株 H46是从的球状结构中分离得到的（Hu等人，2021年），并在2216E培养基中维持培养。本研究使用的11种微藻包括、、、、、、、、、和，这些微藻由微藻培养机构提供。

菌株H46中的抑藻代谢产物分析

表1总结了H46代谢产物对11种微藻的抑制活性。不同藻类群体之间的抑制效果存在显著差异。在绿藻门（Chlorophyta）中，和的抑制率分别为3.39%和5.39%，表明其抑制作用较弱；硅藻门（Bacillariophyta）中，的抑制率为6.44%，的抑制率为17.61%。

讨论

有害藻华是一个严重的环境问题，对海洋生态系统和公共健康构成威胁，每年造成数十亿美元的经济损失（Wolf和Klaiber，2017年）。海洋杀藻细菌及其代谢产物被认为是缓解有害藻华最具前景的环保策略之一（Coyne等人，2022年）。其中，属细菌因其在控制有害藻类方面的潜力而受到越来越多的关注。

结论

总之，S. pseudonitzschiae H46产生的EPs对测试的有害藻类物种中表现出较强的杀藻活性。扣除2216E培养基的干扰后，H46产生的EPs对的抑制率超过70%，且其成分具有优异的热稳定性。进一步实验首次证实，分子量在10–30 kDa范围内的EPs是该菌株产生的主要杀藻物质。

CRediT作者贡献声明

何家轩：数据整理、初稿撰写。杨琳：数据可视化、正式分析、验证。尹欣：实验研究、正式分析。赵家辉：实验研究、验证。邓亚丹：验证、方法学研究。丁金峰：方法学研究。王帅：资源提供。韩斌：验证。郑莉：撰写、审稿与编辑、监督。

未引用参考文献

Tiffany等人，1994年；Qi和Li，1994年

CRediT作者贡献声明

何家轩：初稿撰写、数据整理。杨琳：数据可视化、验证、正式分析。尹欣：实验研究、正式分析。赵家辉：验证、实验研究。邓亚丹：验证、方法学研究。丁金峰：方法学研究。王帅：资源提供。韩斌：验证。郑莉：撰写、审稿与编辑、监督。