藻类甜菜碱能促使细菌产生过氧化氢，进而导致藻类死亡

《Nature Communications》：Algal Betaine Triggers Bacterial Hydrogen Peroxide Production that Promotes Algal Demise

　　

摘要

过氧化氢（H₂O₂）在海洋中扮演多种角色：在低浓度下作为信号分子，而在积累到一定程度时则会导致氧化应激。在本研究中，我们利用转录组学、遗传学和代谢组学技术来探讨过氧化氢在Emiliania huxleyi藻类与Phaeobacter inhibens细菌相互作用过程中的动态变化。研究发现，藻类死亡过程中过氧化氢的水平会上升，而细菌产生的过氧化氢是导致藻类死亡的原因。在共培养体系中（而非无菌藻类培养体系中），化学方法降低过氧化氢的水平可以防止藻类死亡；相反，化学方法增加过氧化氢的水平则会加速藻类死亡。我们还发现过氧化氢与甜菜碱代谢之间存在关联：衰老的藻类会释放甜菜碱，这会促进细菌产生过氧化氢，进而加剧藻类的死亡。在环境样本中，与过氧化氢和甜菜碱代谢相关的细菌基因在自然藻类暴发结束时表现出高表达水平。综上所述，我们的研究结果表明过氧化氢和甜菜碱是调节藻类-细菌相互作用的关键分子。