维生素B12的可用性及其与根瘤菌Mesorhizobium loti的相互作用对混养藻类Euglena Gracilis的生长和生化成分的影响

《Microbial Ecology》：Vitamin B12 Availability and Interaction with Bacterium Mesorhizobium loti Affect Growth and Biochemical Composition of Mixotrophic Alga Euglena Gracilis

　　

摘要

在所研究的混合营养藻类中，超过90%需要维生素B₁₂（B₁₂），这是一种仅由某些原核生物合成的微量营养素。细菌提供的B₁₂对淡水藻类的生理功能和营养品质有着重要影响，但这一机制目前仍不完全清楚。本研究探讨了B₁₂的可用性以及能够合成B₁₂的细菌——Mesorhizobium loti——对能形成水华的淡水混合营养藻类Euglena gracilis的生长及生化成分的影响。此外，我们还研究了在添加高活性溶解有机碳（DOC）的条件下，有无物理接触时细菌与藻类之间的相互作用。研究结果表明，B₁₂缺乏会抑制藻类生长，并降低必需脂肪酸——二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）的积累。与M. loti共培养相比，单独补充外源B₁₂无法使EPA和DHA的积累量更高。不过，与直接添加B₁₂相比，E. gracilis在共培养条件下细胞内的B₁₂积累量更少，这表明在细菌与藻类相互作用过程中，B₁₂的获取或利用方式发生了变化。在氮元素充足的情况下，提高B₁₂浓度能增加E. gracilis的总蛋白质含量，但在氮元素受限的情况下则没有这种效果。添加高活性DOC可直接促进藻类生长，说明藻类能够直接利用它。有物理接触与无物理接触的共培养条件下，藻类生长速度没有显著差异，这表明细菌向藻类传递B₁₂主要是通过可扩散的代谢物实现的。这些研究结果表明，能够合成B₁₂的细菌会影响E. gracilis的生长及营养品质（体现在EPA、DHA和蛋白质含量上），进而可能对淡水生态系统的生产力和营养级传递产生影响。