猎物质量对社会性变形虫Dictyostelium discoideum生命周期的影响

《BMC Molecular and Cell Biology》：Effects of prey quality through the life cycle of the social amoeba Dictyostelium discoideum

本研究分析变形虫在不同细菌食物（低质量野生型Pseudomonas vindicans、更易消化突变体及高质量Klebsiella pneumoniae）下的fitness。结果显示低质量食物显著抑制vegetative阶段增殖，需高密度接种；社会阶段竞争力差异不显著，但G418压力下低质量食物来源的变形虫贡献更少果实体细胞。值得注意的是，高质量食物来源的变形虫在混合群体中反而贡献更少spores。此外，低质量食物来源的spores发芽速度较慢。

　　

摘要

背景

广食性消费者可以食用多种食物，但这些食物带来的益处并不一定相同。不同的喂养历史可能会影响基因相似个体的适应性。Dictyostelium discoideum是一种以细菌为食的单细胞广食性捕食性变形虫。当细菌数量减少时，这些变形虫会进入社会性生长阶段，并聚集形成子实体：大约五分之一的变形虫会死亡并形成子实体柄部，而其余的变形虫则在柄部顶端产生孢子。

结果

在这项研究中，我们观察了D. discoideum在三种不同细菌猎物上的适应性：难吃的野生型Pseudomonas vindicans、这种细菌的更可口的突变体，以及高质量的食物细菌Klebsiella pneumoniae。我们通过测量变形虫的增殖情况，并追踪孢子的萌发、菌斑形成和扩展过程，来研究喂养历史如何影响其整个生命周期的适应性。只有在高密度接种的情况下，变形虫才能在难吃的P. vindicans上生长，而且即便如此，它们的增殖速度也较慢。当具有不同喂养历史的变形虫混合并形成嵌合子实体时，那些以可食用或不可食用的P. vindicans为食的变形虫在孢子贡献方面没有显著差异，除非在额外的G418翻译抑制剂压力下，这种情况下之前以不可食用P. vindicans为食的变形虫产生的孢子数量会减少。奇怪的是，以优质食物细菌Klebsiella pneumoniae为食的变形虫在与以P. vindicans为食的变形虫混合时产生的孢子数量较少。尽管在社交阶段以不可食用猎物为食并不会造成阻碍，但仍观察到了后续影响：在P. vindicans菌株上产生的孢子比以Klebsiella pneumoniae为食的变形虫产生的孢子萌发得更慢。

结论

低质量的猎物会显著影响D. discoideum在营养生长阶段的适应性，但通常不会降低其社交竞争能力。然而，它确实会通过降低孢子的孵化率来影响社交周期后的适应性。