共附生菌对绿潮浒苔作用的研究进展及应用

毕芳玲 赵爽，2 栗斌 李爱芹 张建恒，3，4 何培民，3，4

（1. 上海海洋大学海洋生态与环境学院，上海 201306；2. 福建技术师范学院海洋学院，福建 350300；3. 上海海洋大学水产遗传资源开发利用教育部重点实验室，上海 201306；4. 水域环境生态上海高校工程研究中心，上海 201306）

大型海藻作为一种重要的海洋生物资源，能够为海洋附生生物提供必要的生存条件［1］，在维持海洋生物多样性方面具有不可替代的作用［2］。然而，某些大型海藻在特殊环境条件下的暴发性增殖会形成有害藻华（harmful algal blooms, HAB）。近年来，由于气候变暖和水体富营养化程度的加重，绿潮等HAB在全球范围内频繁发生［3］，且发生频率、灾害程度和影响范围均呈上升趋势［4-6］。自2007年以来，我国黄海连续暴发浒苔绿潮，绿潮的最大覆盖面积约为1 764 km2［7］，最大分布面积约为60 594 km2［8］，其中，最大分布面积约占黄海面积的八分之一［9］。绿潮连年暴发不仅影响海洋生态系统的稳定性，而且还给我国江苏和山东沿海造成了较大的经济损失［10-11］。

浒苔（Ulva prolifera）隶属于石莼属（Ulva）、石莼科（Ulvaceae）、石莼目（Ulvales）、绿藻纲（Chlorphyceae）、绿藻门（Chlorophyta）［12］，为广温性和广盐性大型绿藻，具有繁殖快、生长快和环境适应性强等特点［13］，广泛分布于潮间带和入海河口混合水域［14］，具有有性繁殖、无性繁殖、单性繁殖和营养繁殖等多种繁殖方式［15］，且微观繁殖体具有较强的抗逆性［16］。特别是气囊状藻体，经自然、人为等外力使其脱落入海后，易漂浮在水面，在适宜的水温和富营养化环境条件下迅速增殖，从而引发绿潮［17］。HAB的研究主要集中在藻体自身特征分析、形成机制、影响因素和致因藻种溯源等方面。然而，近年来的研究表明，有许多细菌群落参与海洋藻类的生长和消亡等过程，一些附生菌可以分泌促生长物质［18］、参与氮代谢和藻体营养物质的吸收与利用过程［19］，从而促进藻类增殖，成为某种藻类暴发的关键诱因之一［20］。藻类（尤其大型海藻）与共附生菌之间存在复杂的互作关系，附生菌可以促进或抑制藻类生长。因此，藻-菌共生关系日益引起科学家和学者的关注。

海洋细菌与藻类之间存在复杂而密切的关系。不同藻类具有特殊的“藻际”（phycosphere）微环境［21］。一些细菌长期生活在植物组织中，与宿主协同进化，它们被称为内生菌（endophyte）［22］；另一些细菌附着于藻体表面，并与藻类保持动态的互作关系，被称为藻体的外生菌（epiphyte）［23］。藻类与共附生菌之间存在密切的互利共生关系，藻类为细菌提供栖息地、氧气、多糖和其他碳水化合物；同时，共附生菌为藻类提供激素、二氧化碳等，甚至在藻体形态建成、防御免疫、孢子释放和萌发等过程中发挥关键作用［24-25］。因此，有研究指出共附生菌在浒苔绿潮暴发的过程中起着重要的促进作用［20］。浒苔藻体内外均具有丰富的微生物群落，这些微生物在浒苔形态建成和生长过程中发挥着重要作用［26］。

本文针对绿潮优势种浒苔的共附生菌，从藻际微生物对浒苔的生理生态适应性的影响出发，阐述了其对浒苔的形态、生理以及绿潮暴发的影响和主要研究进展，旨在为黄海浒苔绿潮暴发机制的解析和防控策略的制定提供新思路。

1 浒苔共附生菌分离技术与多样性分析

大型海藻中含有丰富的共附生菌群落，分离、获得纯培养微生物和研究海藻共附生菌群落结构的多样性是了解藻类与共附生菌互作关系的前提。目前关于浒苔共附生菌的室内研究主要集中在利用培养基进行分离培养和研究菌株对藻的作用机理等方面，室外研究主要针对海区绿潮暴发期间的藻体与水域环境微生物多样性进行分析［20］。随着分子生物学技术的发展，藻类微生物的分离纯化和多组学测序等研究方法不断进步，不断加深对藻类微生物的认识。

1.1 共附生菌分离技术建立

纯培养物是研究微生物功能和机制的宝贵资源。早在1880年，Robert Koch首次采用平板法获得单个菌落的炭疽菌（Bacillus anthraci），为细菌分类的初步研究奠定了基础［27］。随着藻类微生物学的发展，Selman Abraham Waksman于1934年从藻体中分离出纯培养细菌［28］。长期以来，纯培养菌株的获得主要来源于平板分离法的不断改进［29］。在纯培养微生物分离法建立的初期，菌株分离技术主要是简单的培养基培养法，包括玻璃珠振荡稀释平板涂布法和富集培养平板涂布法［30］。随着分离培养技术的提高，进入21世纪，纯培养微生物的分离获取方法已经演变为机械研磨法［31］，采用不同介质研磨藻体，将混合菌液涂布固体培养基（如LB、2216E、R2A、CYTOPHAGA等），并连续分离，得到纯培养菌株。目前，浒苔等大型海藻共附生菌的分离方法主要是研磨平板涂布法，即在无菌条件下，用无菌海水反复漂洗藻体，在冷冻离心机中加入2-3颗金属研磨珠进行研磨处理，然后，再离心从上清液中获得菌液，涂布于2216E等固体培养基上进行单一菌株的分离［32］。截至目前，对藻类微生物的研究集中在藻际微环境中共附生菌的统一分离和分析。

共附生菌分为内生菌和外生菌。其中，内生菌的概念最早由Henrich Anton de Bary提出，是指区别于附着在植物表面的外生菌，定殖在健康植物组织内部，并与宿主共生的微生物群落［33］。由于许多学者对这一概念有不同的看法，因此，植物内生菌尚无统一的定义。本文提出的浒苔等大型绿藻内生菌是指寄生于藻细胞内部的细菌群落。对内生菌的研究需要在彻底去除藻体表面附生细菌的基础上才能实现，主要手段包括蜗牛酶（Snailase）、木瓜蛋白酶（Papain）等酶处理方法［34］，无水乙醇和UNSET缓冲液等化学方法［35］，以及机械研磨法［36］。虽然，已有报道的这些方法能在一定程度上去除藻体外生菌，但研究发现处理后的藻体存在部分细菌残留和藻细胞被破坏等现象。Liu等［37］比较了体外去除藻体外生菌的各种方法，提出了在保持内生菌的同时最大限度地去除外生菌的最优方案：取0.03 g藻体，使用无菌海水多次漂洗，然后加入0.3 g无菌硅砂（125-250 μm），在3 200 r/min下涡旋处理30 min。这种硅砂涡旋法需要进一步改进和优化，目前仍然缺乏有效的实验技术，可以将藻体内、外生菌群落完全分离。

1.2 共附生菌群落结构与多样性分析

在大型海藻可培养微生物群落结构研究中，一般采用16S rDNA通用引物对分离获得的单菌株进行PCR扩增和测序分析，16S rDNA序列因其既有保守区又有可变区，并且变异频率缓慢而被广泛应用。Singh等［23］和Alvarado等［38］通过PCR扩增与16S rDNA测序分析发现，石莼等大型海藻的共附生菌主要为变形菌门（Proteobacteria）、厚壁菌门（Firmicutes）和放线菌门（Actinobacteriota）。Grueneberg等［39］从大型海藻硬石莼（U. rigida）的表面分离出50株变形菌门细菌、5株拟杆菌门（Bacteroidetes）细菌和1株厚壁菌门细菌。此外，刘杰等［5］从2008年青岛沿岸暴发的绿潮浒苔共附生菌中分离鉴定出18株细菌，分属于厚壁菌门、变形菌门、拟杆菌门和放线菌门。其中，变形菌门中的α-变形菌纲和γ-变形菌纲的菌株最为丰富。同样，金柘［32］也分离出了16个属的浒苔共附生菌，并发现变形菌门的玫瑰杆菌科（Rhodobacteraceae）细菌占绝大多数。

除了研究海藻中可培养细菌的种类外，还可以通过提取海藻相关共附生菌来研究藻类或海洋细菌在特定条件下的生理生化特性。其中，高通量技术被广泛应用于浒苔等藻类共附生菌群落结构和功能的分析。Zhao等［40］利用高通量测序技术，研究了青岛近岸海域绿潮暴发过程中海洋细菌和古生菌群落的变化。研究发现，在绿潮暴发和消亡过程中，黄杆菌目（Flavobacteriales）、红杆菌目（Rhodobacterales）和海洋古菌（marine group II,MGII）菌群占优势。武洪庆等［31］对采自浙江舟山和象山的浒苔共附生菌群落结构进行研究发现，只有假单胞菌（Pseudomonas）是两地样品共有的菌属。苏秀榕等［41］研究在浙江象山和朱家尖地采集的13种海藻共附生菌时也发现了微生物群落结构的多样性。大多数证据表明，在温度、潮间带等不同环境条件下，海藻的微生物群落结构具有多样性和特殊性［42］。因此，从浒苔等藻类共附生菌的优势菌群变化和群落结构差异的角度，有望实现对海洋酸化和生态环境问题的动态监测。

大型海藻表面附生菌的群落结构在物种水平上表现出明显的特异性［43］。99%以上的海洋细菌无法培养和鉴定［44］，但随着不依赖于分离培养的宏基因组DNA序列分析技术的发展，许多“未培养”的微生物物种信息被揭示出来［45］。Tyson等［46］利用酸性矿山排水生物膜的宏基因组数据，通过改良培养基提高微生物的可培养性，成功分离出一株参与固氮的钩端螺旋菌（Leptospirillum）。Li等［47］将培养组学和宏基因组学结合，扩展了高质量宏基因组组装基因组（high-quality metagenome-assembled genomes, hqMAGs），为全面了解沙漠单个微生物基因谱系和功能奠定了基础。这种基于培养组学的宏基因组学（culturomics-based metagenomics, CBM），为进一步挖掘和探究未知微生物群落样本提供了新的视角。此外，微生物群落结构的研究还涉及克隆文库、DNA指纹图谱、荧光原位杂交等分子生物学技术。目前，对浒苔共附生菌的宏基因组研究主要集中在绿潮暴发期间调查该海域浒苔共附生菌的群落变化，而CBM的应用以及结合代谢网络和多组学分析对菌株作用机制的研究还比较少。

2 共附生菌对绿潮浒苔的作用

绿潮迁移会对相关藻类的生物量和覆盖度产生显著影响，进而导致其光合色素含量、气囊结构和分枝结构等生理生态特征发生改变［48］。由于某些细菌可以为藻类提供矿质元素［49］，释放促进藻类生长和形态建成的因子［50］，藻类学家普遍认为绿潮的迁移和暴发与细菌群落结构的变化密切相关［20］。目前的研究结果证实，浒苔共附生菌不仅可以参与藻类的生理活动，还可以在一定程度上促进绿潮的暴发。

2.1 共附生菌对浒苔形态建成的影响

共附生菌对浒苔等大型绿藻的形态建成具有积极作用［51］。一些大型藻类在缺少天然藻际微生物的情况下，并没有发育成正常形态。Provasoli和Pintner［52］研究发现，在无菌培养条件下浒苔属幼苗生长异常，发育成细长的管状藻。石莼目的尖种礁膜（Monostroma oxyspermum）在自然环境条件下呈叶状，而在无菌条件下，其形态变为松散的细胞团［53］。这一现象表明，石莼等大型海藻独特的形态结构与海洋细菌的定殖密切相关。目前，关于大型海藻共附生菌对藻类形态影响的研究主要分为两个方面。

2.1.1 无菌浒苔的培养 由于藻类对抗生素敏感［54］，大多数的无菌石莼是通过抗生素共培养获得的（表1）。在无菌浒苔的培养中，Chen等［55］利用含有0.1 g/L青霉素G、0.1 g/L硫酸新霉素和0.03 g/L多黏菌素B的混合抗生素培养液获得了无菌浒苔；王瑜［56］、金柘［32］等联用含有青霉素G、氯霉素、诺氟沙星、链霉素和卡那霉素的培养液对浒苔孢子进行培养，成功构建了浒苔的愈伤组织。Spoerner等［60］在易变石莼（U. mutabilis）生殖细胞的无菌培养中也发现了这种类愈伤组织表型。该类愈伤组织是由细胞壁异常和未分化细胞组成的细胞团［26,61］。无菌培养方法的发展和完善无疑为进一步研究共附生菌对藻体形态建成和生长发育的影响奠定了重要基础。

表1 不同石莼属绿藻的无菌培养方法Table 1 Different aseptic culture methods of Ulva sp. green algae

2.1.2 纯培养菌株对无菌藻体形态的影响 健康浒苔形态发育的定性特征是藻体长度正常、无细胞壁突起和有分化的假根［60］。有研究发现，在去除一些特殊细菌的情况下，浒苔会发育成类愈伤组织形态（图1），但随着必要共附生菌的加入，其整个形态可以恢复正常［62］，这种现象也存在于几种大型海藻中，如缘管浒苔和扁浒苔（U. compressa）［58,63］。大量与宿主形态发育有关的共附生菌附着在石莼科海藻表面［64］。Matsuo等［57］研究发现，由噬纤维菌属（Cytophaga）、黄杆菌属（Flavobacter）、拟杆菌属（Bacteroides）细菌组成的CFB细菌复合体，是参与石莼属绿藻形态建成的重要功能类群。此外，有研究表明，达到一定数量级（108-109个/mL）的玫瑰杆菌科、黄杆菌科、芽孢杆菌科细菌在诱导浒苔愈伤组织形态建成中发挥关键作用［32］。对其他石莼属藻类共附生菌研究，成功建立了U. mutabilis的三方共生关系，筛选出的菌株玫瑰杆菌（Roseobacter sp. MS2）和噬纤维菌（Cytophaga sp. MS6）可以协同促进藻体形态的恢复［60］。细菌衍生质可以控制藻类的假根、细胞壁和叶状体的发育［57］。迄今为止，由海杆菌（Maribacter spp.）释放的细菌半萜烯类化合物Thallusin是唯一已知并分离出的形态发育促进因子［65］。

图1 无菌浒苔（a）和正常浒苔形态（b）Fig. 1 Morphology of sterile U. prolifera（a）and normal U. prolifera（b）

由于藻际微生物的特异性，刘晓杰等［63］推测，漂浮浒苔可能具有特殊的共附生菌群落结构和与形态建成相关的CFB菌群，使浒苔形成适应漂浮生活的藻体形态，从而拥有更快的生长发育速率。这可能是黄海绿潮（yellow sea green tide, YSGT）漂浮浒苔形成的原因之一［66］。可见，深入研究浒苔共附生菌的特性和作用机制，对于黄海绿潮的遗传溯源和暴发机制研究具有重要意义。

2.2 共附生菌对浒苔生长的影响

藻际微生物具有多样的代谢类型，积极参与藻类的正常生长发育。研究证实，细菌可以为藻类提供无机氮、铁、无机磷等无机营养物质，并产生维生素、细胞分裂素和生长素等植物激素［67-68］，从而促进植物生长。Grueneberg等［39］发现副球菌（Paracoccus sp.）和溶解噬纤维菌（Cellulophaga lytica）可以单独诱导石莼属海藻愈伤组织的细胞分裂。王瑜［56］筛选出4株菌，E68（Roseobacter sp.SYOP1）、E69隐藻海生菌（Marivita cryptomonadis）、E104芽孢杆菌（Bacillus sp.）和E110（Maribacter aestuarii），可显著提高浒苔愈伤组织的相对生长率，在藻类的转录组学分析中发现，诱导组中存在许多与生长发育相关基因的富集，如硝酸盐转运蛋白和丙酮酸激酶等。E110组也存在特有的差异基因显著富集，如光合膜（photosynthetic membrane）条目的KHCA5等光系统I/II反应中心亚基基因和叶绿素a/b结合蛋白基因。这些基因表达蛋白可以捕获到光系统的激发能，增强藻类的光合能力［69］，使浒苔在绿潮暴发过程中更具竞争力。

此外，有研究发现，由于浒苔绿潮暴发后期藻体生物量增加，导致海区营养盐匮乏［70］，共附生菌可通过生物固氮作用补充藻类生长的氮源，使浒苔在寡营养环境中仍保持生长［71］和优势地位，导致绿潮持续时间延长［72］。这与梅香远［73］提出的“共附生菌可能有助于漂浮浒苔在不同营养环境中的氮转运”的猜想一致。这一发现表明，浒苔共附生菌能够促进绿潮的大规模暴发，也进一步证实了当前水体富营养化等环境因素是浒苔绿潮暴发的重要原因。

共附生菌的促生作用在其他植物上也有报道。邹迪［74］研究发现，附生假单胞菌可以促进铜绿微囊藻（Microcystis aeruginosa）的生长，将不易被微囊藻直接吸收的磷形态转化为磷酸盐等物质供铜绿微囊藻利用。坛紫菜（Pyropia haitanensis）在不同生长发育阶段的微生物群落结构会发生显著变化，与无孢子囊阶段相比，孢子囊阶段的培养基中检测到丰富的厚壁菌门细菌［75］。芽孢杆菌具有产芽孢、快速繁殖、高耐受性等特点，它能产生吲哚-3-乙酸刺激植物幼苗伸长生长［76］，分泌或诱导生长激素、酶、抗菌蛋白等［77］，增强植物生长和光合作用、改善水体微生态环境［78］。假单胞菌门（Pseudomon-adota）的根瘤科（Rhizobiaceae）微生物对微藻和植物具有促进生长和益生的特性［79］。一些细菌可以产生特定的胞内磷脂或胞外糖肽等有机物质，如黏红酵母（Rhodotorula glutinis）可释放有机酸，促进微藻生长［80］。

海藻共附生菌对藻类生长的作用表现在促进和抑制两个方面，这种作用会因不同的环境或藻类的不同生长阶段而发生改变［23］。细菌对藻类的抑制作用表现在以下3个方面：（1）分泌对藻类有抑制作用的生物碱［81］、抗生素［82］、灵菌红素（C20H25N3O）［83］等胞外活性物质，抑制叶绿素a等光合色素的合成或一系列光合作用相关基因的表达，破坏藻细胞的抗氧化系统和细胞结构等［84］；（2）与藻类竞争营养物质，如不动杆菌（Acinetobacter sp.）具有很强的脱氮除磷能力［85］，能够引起水体中无机营养盐的缺乏；（3）生物菌膜的形成抑制了藻类的光合作用。有些细菌甚至具有溶藻作用，如嗜纤维菌，可以在一定程度上杀灭硅藻（diatom）和半沟藻（Raphidophyte）的藻细胞［86］。此外，芽孢杆菌、链霉菌（Streptomyces spp.）和假单胞菌是当前报道数量最多的溶藻细菌，具有广谱溶藻能力［87］。目前，浒苔的溶藻细菌种类鲜有报道，因此探寻浒苔潜在溶藻细菌种类，可能是绿潮防控的新方向。

2.3 共附生菌对浒苔繁殖的影响

浒苔共附生菌除了影响藻体的生长和形态建成外，还影响游动孢子的定殖。浒苔的游动孢子可能能够响应细菌的化学信号，增强浒苔孢子沉降能力。Joint等［88］发现附着基上微生物的数量与浒苔游孢子附着的数量呈正相关。Patel等［89］研究了游动孢子的定殖与微生物膜中特定细菌的相关性，结果表明，从浒苔表面和附近岩石生物膜中分离的37种细菌对浒苔游孢子的定殖具有特异性，大多数弧菌属（Vibrio）和希瓦氏菌属（Shewanella）细菌能够促进浒苔游孢子的定殖，而假交替单胞菌属（Pseudoalteromonas）细菌则具有抑制作用。此外，李孟珂等［90］也证实了铜绿微囊藻的共附生菌鞘氨醇单胞菌（Sphingopyxis solisilvae）L-9-3对藻细胞具有显著的增殖作用。

共附生菌对藻类繁殖具有有益作用，已有研究表明藻类附生菌可以促进孢子的定殖，但其能否促进藻体的放散还有待进一步研究。由于漂浮浒苔具有营养生殖、无性生殖、有性生殖等多样的繁殖方式［15］，其孢子萌发形成的藻体生长快、光合能力强，而营养繁殖形成的藻体对光照强度的适应性更强［91］。在适宜环境的条件下，浒苔释放出的大量孢子和配子一旦萌发，将导致浒苔生物量的迅速增殖［92］，这一过程可能存在众多共附生菌参与。因此，共附生菌对浒苔迅速增殖的作用机理有待深入研究，这一研究有望为绿潮监测提供新思路。

2.4 共附生菌对浒苔抗逆能力的影响

在潮间带，浒苔的不同生长阶段不可避免地遭受水分流失、高温和辐射等不良环境因素的影响。在此期间，浒苔的共附生菌很可能在提高藻类的抗逆性方面起到积极作用。周新倩等［93］对浙江近岸海域浒苔外生菌的Shannon-Wiener多样性指数进行分析发现，随着水温的升高，浒苔外生菌和水体微生物的多样性指数均逐渐升高，细菌群落结构多样性不同的微生物主要为不动杆菌（acinetobacter sp.）、假单胞菌、弧菌、假交替单胞菌和舍氏小螺菌（Mucispirillum schaedleri）。杨华田等［94］在研究芽孢杆菌对高温下坛紫菜生长和生理的影响时发现，在高温胁迫下，藻菌共培养组的相对生长率（RGR）、抗氧化酶活性和丙二醛（malondialdehyde, MDA）水平显著高于对照组。高温胁迫可以增强藻类的氧化应激反应，抗氧化酶和热休克蛋白（heat shock protein, HSP）是藻类抵御逆境胁迫的重要蛋白［95］，当藻类受到高温胁迫时，HSP会维持蛋白质的功能结构，参与变性蛋白质的复性和降解［96］。

目前，对盐胁迫响应机制的认识主要集中在膜的离子转运、抗渗透物质的积累、抗氧化功能的提高等方面［97］。黄杆菌（Jatrophihabitans）、微杆菌（Microbacterium）、假单胞菌和红球菌（Rhodococcus）等能够增强莱茵衣藻（Chlamydomonas reinhardtii）的耐盐性［98］。周璇［99］初步探索了高盐胁迫下细菌调控微藻耐盐性的分子机制发现，在高盐胁迫下，与单独培养的衣藻耐盐基因表达量相比，藻菌共培养组的光系统II 捕光复合体（LHC II）基因Plhc 表达量增加，与细菌互作后，实验组的衣藻活细胞数、叶绿素含量和光系统II最大光化学效率提高，说明菌株的加入缓解了高盐条件下光合作用的抑制。

在非生物胁迫下，浒苔会产生包括脯氨酸（poline）、甜菜碱（betaine）、可溶性多糖（soluble polysaccharide）、多元醇（polyalcohol）等在内的代谢产物来调节藻类细胞渗透压［100］；同时，LEA蛋白、H+- ATPase和水通道蛋白（aquaporin）等会通过逆向转运来抵抗逆境胁迫［96］。由于浒苔外生菌在不同环境中的特异性和多样性，多组学分析可以揭示藻类和细菌在不同环境胁迫下的调控机制。因此，从分子角度研究共附生菌如何协助藻类应对环境胁迫具有重要意义。目前国内外关于浒苔与共附生菌共培养的研究较少，尤其是从分子生物学角度进行的研究更少。未来，在研究浒苔抗逆性的转录组分析时，可以重点分析脯氨酸、HSP、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、过氧化物酶（peroxidase,POD）、过氧化氢酶（catalase, CAT）、抗坏血酸（ascorbic acid）、丙二醛、谷氧还蛋白（glutaredoxin）、Raf类蛋白激酶（Raf-like protein kinases, RAFs）、渗透压调节蛋白和抗氧化系统与非生物胁迫表达相关的基因等方面。

3 浒苔重要共附生菌的应用价值

浒苔资源丰富，是一种非常经济的海洋生物资源。随着对浒苔共附生菌多样性研究的深入，发挥重要作用的功能菌株逐渐成为研究热点。从共附生菌的研究中可以实现浒苔藻体的有效降解与利用，既可以缓解海洋生态环境压力，维持海洋渔业和旅游业正常发展，也可以作为可再生资源应用于农业、畜牧业和能源工业，具有广阔的利用价值和应用前景。

朱镕杰［101］利用转基因克隆技术，从浒苔共附生菌-假交替单胞菌中，获得了国内外可用于植物抗寒基因工程的抗寒基因。据报道，假交替单胞菌还能分泌淀粉酶等多种水解酶，能有效降解浒苔的大分子多糖和细胞壁，甚至在3 d内降解率可达68.10%［102］。此研究为浒苔的高效环保降解提供了新的思路，但其内在机理和相关技术仍需进一步探究。目前，已挖掘的浒苔纤维素降解酶可作为新型藻类开发的工具酶，通过对浒苔纤维素的高效降解，可以实现对浒苔生物质能源的资源化开发利用。

海洋大型绿藻具有丰富的营养价值，是硫酸多糖的主要来源，其中石莼胶（ulvan）是绿藻中一种重要的水溶性硫酸多糖，包含鼠李糖、葡萄糖醛酸和艾杜糖醛酸等［103］，具有生物降解性、靶向性、抗炎、增强免疫和抗凝血等多种有益的生理活性［104］，具有较大的药物开发潜力。顾铁基［105］从浒苔外生菌太平洋居海胆杆菌（Echinicola pacifica）HT-3的基因组数据中发现，了PL37家族的多糖特异性裂解酶（HT-34）基因，为进一步研究PL37家族浒苔多糖裂解酶的蛋白结构、催化机制及应用奠定了基础。陈冉［36］和耿玉慧［106］也从浒苔中筛出能分泌浒苔多糖降解酶的菌株，并获得了一种可高效降解浒苔多糖的酶（U-3282），该酶对浒苔多糖的酶比活力可达10 000 U/mg以上，显著高于之前报道的19.32和22.86 U/mg［107］。此外，有学者通过超滤、硫酸铵沉淀、离子交换色谱法和分子筛高压液相色谱等方法，从浒苔中筛选出具有抗肿瘤活性的菌株Y15-8和HT15-8［108］。此研究具有广阔的应用前景，为抗肿瘤药物先导化合物的研究提供了重要的理论依据。

4 总结与展望

近年来，黄海绿潮等有害藻华频繁发生，对我国乃至全球沿海城市造成了巨大的影响。绿潮的迁移与暴发，除了与藻体自身独特的生物学特性和适宜的海域环境有关外，也和藻际微生物的参与密不可分。目前，关于有害藻华的研究报道，主要包括藻化的形成机制、影响因素、致因藻种溯源和生物学特性分析等方面。藻华的发生和海藻共附生菌密切相关，附生菌分泌的促生长物质，参与了藻类的氮代谢和营养物质的吸收与利用过程，加速了藻类的增殖。此外，藻际微生物也参与了藻类的生长和消亡等过程。因此，藻华是多种因素共同作用的结果。

浒苔共附生菌具有丰富的多样性，它们的纯培养是研究菌株功能和开发利用的前提，分离技术的建立和改进是关键。目前，16S rDNA和高通量测序技术被广泛用于浒苔等大型海藻微生物群落结构和多样性研究。随着现代科学技术的发展，多种技术的综合运用，将为浒苔共附生菌的分离培养和功能分析提供新思路。浒苔共附生菌主要对藻体的形态发生、繁殖和抗逆性等生长过程发挥作用。此外，浒苔共附生菌具有重要的潜在应用价值，从浒苔共附生菌-假交替单胞菌中分离出抗冻基因、多糖和纤维素水解酶，以及筛选出的具有抗肿瘤活性的菌株，均具有可观的开发应用前景。

总之，目前对浒苔共附生菌的研究还处于探索阶段。未来，为了进一步研究浒苔共附生菌群落结构的多样性，需要不断改进分离纯化技术以获得更多的纯培养功能菌株。同时需要开发有效的内、外生菌分离技术，以便更精确地研究共附生菌与浒苔的互利共生关系。今后，不仅要研究单一共附生菌对藻类生长和形态的影响，而且还要研究混合菌株和不同细菌群落对浒苔生物学特性的影响，并剖析其中的分子机制。基于这些研究成果进一步开发出功能菌株或菌群，将其应用于经济海藻养殖等领域，助力生态、绿色和高产的经济海藻养殖业发展。此外，从微生物视角对藻华进行研究，不仅有利于实现对绿潮的精准预测和防控，也有利于浒苔的资源化利用。