近日，中国水产科学研究院南海水产研究所张书飞等在海洋杀藻菌的杀藻机理研究方面取得新进展，相关研究成果以“Quantitative proteomic analysis provides insights into the algicidal mechanism of Halobacillus sp. P1 against the marine diatom Skeletonema costatum”为题，发表在《Science of the Total Environment》上（黄洪辉为通讯作者）。该研究获得广东省自然科学基金等项目资助。全文链接https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137048。

海洋藻华是一种全球性的生态灾害，其大面积爆发直接影响海洋生态系统稳定以及水产养殖业等海洋产业健康发展。近年来，越来越多的海洋杀藻菌被筛选鉴定，“以菌治藻”已成为海洋藻华治理的一种全新方式。目前对海洋杀藻菌的研究主要集中在杀藻现象、生理学响应等方面，对其深层次的杀藻机理还缺乏全面的了解。

南海所对海洋杀藻菌杀藻机理研究，主要围绕一株嗜盐杆菌对中肋骨条藻的杀藻作用机理，综合运用生理学、蛋白质组学的研究方法，比较分析杀藻作用下中肋骨条藻在生理水平以及蛋白质水平的变化。研究发现，杀藻作用下中肋骨条藻细胞的蛋白质、叶绿素以及总氮含量均显著降低，而丙二醛（MDA）含量则显著升高。此外，从中肋骨条藻中共鉴定到4582个蛋白质，其中82个和437个蛋白质的表达量分别在12 h和24 h处理组中存在显著差异。对差异表达蛋白质的功能进行分析后发现，上调蛋白主要参与氧化胁迫响应、蛋白质降解以及细胞运输等过程，而下调蛋白主要参与氮代谢、蛋白质翻译、光合色素合成以及细胞周期调控等过程。综合分析生理学和蛋白质组学的研究结果，可以推断杀藻作用抑制了中肋骨条藻对氮的吸收利用，同时抑制了细胞周期的顺利进行，最终导致中肋骨条藻细胞分裂活动停止。此外，杀藻作用刺激中肋骨条藻细胞产生了过量的活性氧，活性氧的积累对细胞膜系统造成了氧化损伤，改变了细胞膜的通透性，大量胞外物质进入细胞内使得细胞膨胀破裂死亡。该研究拓展了我们对海洋环境中“菌-藻”关系的认识，也为杀藻微生物制剂的开发和海洋藻华的生物治理奠定了理论基础。

图1 杀藻作用下中肋骨条藻细胞形态结构变化

图2 嗜盐杆菌对中肋骨条藻的杀藻作用机理