来源:iNature(ID:Plant_ihuman)
当藻类被捕食时,破裂的藻体通过裂解释放的二甲基磺基丙酸酯 (DMSP)产生高浓度的有毒物质丙烯酸,抵御藻食性浮游动物的进一步捕食,然而,尚不清楚海洋细菌中是否存在平行防御机制。
2021年10月25日,中国海洋大学张玉忠团队在Nature Microbiology在线发表题为“Acrylate protects a marine bacterium from grazing by a ciliate predator”的研究论文,该研究证明不使用 DMSP 作为碳源的海洋细菌 Puniceibacterium antarcticum SM1211 具有与膜相关的 DMSP 裂解酶 DddL。在高浓度的 DMSP 下,DddL 通过降解 DMSP 导致细胞周围丙烯酸酯的积累,从而防止海洋纤毛虫 Uronema marinum 的捕食,并使得纤毛虫将捕食压力转移到群落中不含dddL基因的细菌上,从而获得资源和空间上的竞争优势。
总之,该研究系统揭示了海洋细菌以DMSP作为前体物质发挥拒捕食功能的新机制,为深入探索海洋微型生态系统中生物间相互作用关系奠定基础。
捕食和防御是微生物领域中重要的捕食者-猎物相互作用。化学防御策略在海洋环境中很普遍。DMSP 是海洋生态系统中含量最丰富的有机硫化合物之一,由一系列海洋浮游植物和细菌合成,浓度范围从开阔海水中的低纳摩尔到浮游植物中的数百毫摩尔。
尽管 DMSP 裂解在阻止产生 DMSP 的真核藻类中的食草动物方面起着重要的生态作用,但在海洋细菌中是否存在平行系统仍然难以捉摸。在该研究中报告了海洋细菌的化学防御策略,、以防御使用DMSP 作为前体化合物的原生动物的捕食。
图:海洋细菌Puniceibacterium antarcticumSM1211以DMSP为前体物质的化学防御策略(图源自Nature Microbiology)
该研究证明不使用 DMSP 作为碳源的海洋细菌 Puniceibacterium antarcticum SM1211 具有与膜相关的 DMSP 裂解酶 DddL。在高浓度的 DMSP 下,DddL 通过降解 DMSP 导致细胞周围丙烯酸酯的积累,从而防止海洋纤毛虫 Uronema marinum 的捕食,并使得纤毛虫将捕食压力转移到群落中不含dddL基因的细菌上,从而获得资源和空间上的竞争优势。
总之,该研究系统揭示了海洋细菌以DMSP作为前体物质发挥拒捕食功能的新机制,为深入探索海洋微型生态系统中生物间相互作用关系奠定基础。
参考消息:
https://www.nature.com/articles/s41564-021-00981-1
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