水生所揭示多重环境压力下浮游植物相关细菌及抗生素抗性基因的赋存特征

　　

浮游植物是水生态系统的重要初级生产者，其与细菌的复杂关系不仅影响水生态系统的平衡，同时也影响水生态系统抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes,ARGs）的传播。虽然藻际已被证实是水环境ARGs的重要生态位，然而在自然条件下，多重环境胁迫如何共同调控浮游植物群落结构、藻-菌互作关系以及藻际ARGs的动态分布与传播，目前仍缺乏系统认识。

为阐明多重环境压力对浮游植物群落及藻际ARGs传播的协同机制，中国科学院水生生物研究所吴辰熙研究员团队与徐军研究员团队合作，利用中宇宙实验系统，模拟了在升温、抗生素和微塑料多重胁迫下以微囊藻为绝对优势种的浮游植物群落的响应过程，并重点分析了藻际细菌及ARGs的传播特征。研究结果表明，在微囊藻主导的水生态系统中，单一胁迫均能进一步强化微囊藻的优势地位，但只有升温处理显著增强了藻际细菌的代谢活性，并促进藻际ARGs的增殖。在共同处理体系中，升温缓解了抗生素和微塑料的抑制作用，并主导了藻-菌互作模式及藻际ARGs的演变方向。进一步分析表明，微囊藻共生菌（如玫瑰单胞菌和甲基杆菌）及其毒素降解菌（如假单胞菌和鞘氨醇单胞菌）的富集是促进藻际ARGs传播的重要因素。

图1 不同处理下ARGs宿主菌-ARGs互作网络图

图2 不同处理下藻-菌互作网络图（A）；关键ARGs宿主菌丰度热图（B）；藻际细菌KEGG代谢通路富集分析（C）

该研究成果以“Multiple stressors enhance Microcystis dominance and modulate phycospheric antibiotic resistome in aquatic mesocosm为题发表于Journal of Hazardous Materials（文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.139633）。水生所贾佳特别研究助理为论文的第一作者，吴辰熙研究员和徐军研究员为论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金项目（32401408,42477426）的资助。