微囊藻是一種以產(chǎn)生微囊藻毒素 （MC） 而聞名的藍藻，在全球范圍內(nèi)正在經(jīng)歷藻華的增加。它們最近被認為是抗生素耐藥基因 （ARG） 廣泛傳播的潛在貢獻者。通過回顧大約 150 項最近的研究，提出了一個假設，表明微囊藻大量繁殖期間 MCs 濃度和微生物群落結構的顯著波動可能會影響水性 ARGs 的動力學。在所有 MC 中，微囊藻毒素-LR （MC-LR） 在世界范圍內(nèi)分布最廣，尤其是在夏季在水庫中大量分布。MC 抑制蛋白質(zhì)磷酸酶或增加活性氧 （ROS），誘導氧化應激，增強膜通透性，并導致 DNA 損傷。這進一步提高了 ARG 的選擇性壓力和水平基因轉(zhuǎn)移 （HGT） 機會。微囊藻調(diào)節(jié) ARG 傳播的機制首次被系統(tǒng)地組織起來，側重于 MCs 的分泌和細菌群落結構的改變。然而，仍然存在一些知識空缺，特別是關于 MC 如何干擾電子傳遞鏈以及微囊藻如何促進 ARG 的 HGT。同時，形成藻類微生物聚集體的微囊藻的優(yōu)勢被認為是保存和轉(zhuǎn)移 ARG 的熱點。然而，微囊藻可以消耗這些聚集體中其他分類群的營養(yǎng)物質(zhì)，從而降低攜帶 ARG 的細菌的密度。因此，需要進一步的研究來探索不同營養(yǎng)條件下微囊藻和 ARG 宿主細菌之間的“共生-競爭”關系。解決這些知識差距對于了解藻類聚集體對水生抗生素耐藥組動力學的影響至關重要，并強調(diào)需要有效控制微囊藻以遏制抗生素耐藥性的傳播。從微囊藻水華的角度來看，人工濕地和光催化是阻止 ARGs 擴散的有利策略，因為它們可以在維持水生生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時有效控制微囊藻和 MCs。
華東師范大學生態(tài)與環(huán)境科學學院 武冬課題組
原文鏈接：Algae blooms with resistance in fresh water: Potential interplay between Microcystis and antibiotic resistance genes
