在不同氮磷化学计量比下，Chattonella marina复合体的溶血活性和光合活性的变化 王新怡、 易克汉、 江永军、 童梦梦

《Toxins》：Response of Hemolytic and Photosynthetic Activity of Chattonella marina Complex Under Variable N:P Stoichiometry Xinyi Wang, Kehan Yi, Yongjun Jiang and Mengmeng Tong

　　

摘要

Chattonella marina是一种具有鱼毒性的甲藻，以产生大量藻华并具有溶血活性而闻名。然而，氮（N）和磷（P）的限制对其溶血毒性的影响机制仍不甚明了。在本研究中，氮和磷的限制均降低了其生长速度、光合效率（F_v/F_m、Y_II、rETR_max）以及与营养物质吸收和四吡咯/叶绿素生物合成相关的基因表达。尽管如此，这两种营养元素对毒性的影响却相反：氮的限制使溶血活性和活性氧（ROS）水平降至接近零，而磷的限制则使这两者保持相对较高，与营养物质充足的对照组相似。添加抗氧化剂NAC（N-乙酰-L-半胱氨酸）后，溶血活性有所降低，这证实了活性氧在毒性中的作用。转录组数据表明，在氮限制条件下，与氮吸收和初始还原相关的基因（NRT、NR、glnA）表达上调，而下游的同化基因（nirA、GLT1）则下调。相反，在磷限制条件下，所有与氮代谢相关的基因（NRT、NR、glnA、nirA、GLT1）均下调。在四吡咯代谢途径中，大多数基因在两种营养受限条件下均下调，只有HemD除外，这可能表明该途径中存在某种瓶颈，导致四吡咯/叶绿素生物合成途径中的卟啉中间体积累。总体而言，主要由活性氧与四吡咯类化合物反应产生的次级产物似乎是导致溶血毒性的主要原因。因此，在磷限制条件下，高水平的活性氧和卟啉中间体会增加C. marina的溶血毒性；而在氮充足条件下，虽然卟啉中间体积累，但由于光合电子传递受到强烈抑制，活性氧生成和含氮毒素的合成减少，从而降低了溶血活性。这些发现表明，营养条件以特定方式调节C. marina的溶血活性。