水生生物是大型生態網絡的一部分，許多生物在整個生命周期中都通過這種網絡相互影響。近幾十年來，對藻類和細菌之間不同類型的生態相互作用（包括共生和共生）進行了大量研究，試圖闡明這些相互作用的潛在工業應用。這些研究表明，特定細菌可以改變藻類的生長反應和生理機制，這些現象導致了有趣的工業利益，例如藻類的絮凝和油脂積聚，以及提高了生物量的生產率。先前對細菌與微藻相互作用的研究表明，藻類的生長反應可以被各種細菌代謝物改變，例如吲哚-3-乙酸，維生素B12和細菌鐵載體。這些研究表明細菌代謝產物是藻類種群和生理的主要調節劑。

 

對細菌代謝產物及其生態影響的研究不僅為其工業用途及其生態學研究提供有用的信息，而且還為控制水生環境中有害藻華（赤潮，HABs）提供了信息。近年來，氣候變化加劇了HABs的發生，這已成為一個主要的生態問題。有害生物有害生物不僅嚴重破壞水生生態系統，而且對漁業產生不利影響，并可能通過生物蓄積或生物放大作用損害人類健康。已經提出了幾種控制HAB的策略，包括化學處理-使用高錳酸鉀和硫酸銅，以及使用泵，屏障和過濾器進行機械控制。生物治療方法是使用生物體（如殺藻細菌和病毒）控制HAB的另一種策略。對于采用生物學方法，至關重要的是表征細菌相互作用的代謝產物，以評估可能的環境風險和機理反應。

 

為了鑒定細菌相互作用的代謝產物，Hee-Sik Kim團隊使用大腸桿菌K-12突變文庫應用了高通量篩選方法。Keio集合，包括大腸桿菌K-1228中所有非必需基因的所有單基因敲除突變體。

 

 

篩選顯示，與野生型大腸桿菌相比，大腸桿菌K-12中共有80個基因敲除突變體，導致藻類生長增加了約1.5倍。從篩選中鑒定了參與脂多糖（LPS）（或脂寡糖，LOS）生物合成的五個細菌基因（lpxL，lpxM，kdsC，kdsD，gmhB）。與野生型相比，在這些細菌中檢測到的LPS水平相對較低。此外，合成LPS補充后微藻生長的濃度依賴性降低表明LPS抑制藻類生長。LPS的添加以濃度依賴性方式增加了2,7-二氯二氫熒光素二乙酸酯的熒光以及脂質過氧化介導的丙二醛形成的水平，表明氧化應激可能源于LPS的添加。此外，補充LPS還顯著降低了多種形成花白藻的鞭毛藻和綠藻的生長。研究結果表明，基于Keio集合的高通量體外篩選是鑒定交互式細菌代謝產物和相關基因的有效方法。

 

【文章來源】doi.org/10.1038/s41598-020-67322-w

 

【文章中是如何有效檢測脂多糖（LPS）的含量？】

 

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