近日，温州大学生命与环境科学学院李仁辉教授团队的张和博士和硕士研究生谢艳（已毕业）等在国际著名期刊《Journal of Hazardous Materials》（中科院一区，环境科学与生态学领域顶刊）上发表题为“Enhanced inhibitory efficiency against toxic bloom forming Raphidiopsis raciborskii by Streptomyces sp. HY through triple algicidal modes: Direct and indirect attacks combined with bioflocculation”的论文。

尖头藻（Raphidiopsis）是一种入侵能力强、具备产多种藻毒素（如肝毒素拟柱孢藻毒素、神经毒素石房蛤毒素等）潜力的有害水华蓝藻。该藻最早发现于印度尼西亚爪哇岛，后来在澳大利亚、非洲、南美洲和亚洲南部等热带、亚热带地区均已发现它们的存在。而且，尖头藻还在不断向温带地区扩散，且在我国的广东、福建、云南等地部分水库已经成为常见优势蓝藻，形成分散型的有害蓝藻水华，严重危害生态健康和人类公共卫生安全。因此，开发新型、高效的尖头藻水华治理技术迫在眉睫。

溶藻细菌（Algicidal bacteria）是一类能通过直接接触或释放溶藻物质间接来抑制藻类生长或破坏藻细胞结构的细菌统称。它们广泛存在于湖泊、水库及其附近土壤中，在蓝藻水华的暴发和消失中发挥着重要作用。而且，相较于物理法和化学法，基于溶藻菌的微生物控藻法因其高效、特异和生态友好性而受到广泛的关注和研究，被认为是十分具有发展前景的蓝藻水华防治方法。虽然已经有50余个种属的溶藻菌被鉴定、报道，但大多都是靶向微囊藻的相关工作，目前针对尖头藻溶藻菌的研究工作很少（仅3篇），且缺乏深入、细致的溶藻机制研究。

温州大学李仁辉教授课题组长期开展蓝藻水华监测和治理相关研究工作。他们在前期工作中，通过筛选数百株来自不同水域来源的微生物，最终分离获得一株高效溶藻链霉菌Streptomyces sp. HY（下文简称菌株HY）。该菌株不仅可以在液体培养基中快速生长，其培养物（5%，v/v）还可以高效去除微囊藻，2天的溶藻率高达93.04%（2023年发表于学术期刊Toxins），且对绿藻、斑马鱼胚胎等非靶标水生生物无显著毒性。而且，课题组在研究过程中发现菌株HY展示出广谱的溶蓝藻活性，尤其对丝状尖头藻2天的去除率可高达99.89 %，是目前已报道最高效的溶尖头藻细菌，具有巨大的应用潜力。

图2 菌株Streptomyces sp. HY可高效絮凝和裂解尖头藻。

（A）菌株HY处理尖头藻三天实验图；（B）和（C）实验期间对照组和处理组尖头藻的形态变化；（D）菌株HY裂解尖头藻的作用方式测定；（E）菌株HY絮凝尖头藻。

因此，李仁辉教授课题组利用产拟柱孢藻毒素的拉氏尖头藻为控制对象，深入的探讨了菌株HY溶尖头藻特征和机制，结果发现：（1）菌株HY可以通过快速絮凝、分泌活性溶藻物质（间接作用）和直接接触等三种方式攻击尖头藻，其溶藻率是目前已报到菌株中最高的；（2）代谢组学发现HY合成的溶藻活性成分可能主要为小分子的黄酮类物质，具有良好的pH酸碱和温度稳定性，而且它是第一株报道具有产黄酮能力的淡水、溶藻链霉菌；（3）HY的溶藻物质可引起尖头藻藻丝的断裂、细胞壁受损、内含物渗漏、类囊体膜结构紊乱。而且，溶藻物质还可快速抑制藻细胞的光合作用，诱导胞内合成过量的活性氧，引起氧化胁迫，造成氧化损伤，积累大量脂质过氧化产物丙二醛；（4）HY的溶藻物质可以快速抑制藻细胞内若干重要功能基因，包括光合作用相关基因（psbA，psaB，psaD，rbcL）、抗胁迫相关基因（fabZ，grpE，recA）、物质代谢相关基因（cmpA，ntcA，hetR，phoU）和拟柱孢毒素合成相关基因（cyrA，cyrB，cyrJ，cyrI）等，减少拟柱孢毒素的合成和释放，合理的平衡藻类的快速去处和毒素释放，可避免引起藻华治理过程中毒素释放引起的二次污染问题，具有一定的应用潜力。

图3 溶藻菌Streptomyces sp. HY的工作机制图

温州大学为第一通讯单位，生环学院已毕业硕士生谢艳为论文第一作者，张和博士和李仁辉教授为论文的通讯作者。本研究得到了浙江省自然科学基金重大项目（Grant No. LD21C030001）、国家重点研发项目（Grant No. 2021YFE0112000）和国家自然科学基金面上项目（Grant No. 32371634, No. 31970219, 和No. 32201352）和温州市科技局项目（Grant No. S2023011）的资助。（作者：郑梦雅）

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.135152