海洋健康的隱形建築師:Endozoicomonadaceae 細菌的關鍵作用

编辑者: Inna Horoshkina One

近期基因組學研究揭示,常見於海洋無脊椎動物體內的 Endozoicomonadaceae 細菌,在維持宿主健康及海洋生態系統平衡方面扮演著至關重要的角色。這些微生物不僅參與營養循環,還能合成宿主無法自行產生的必需胺基酸和維生素,並協助分解複雜的糖類以供宿主吸收利用。

Endozoicomonadaceae 細菌展現出卓越的適應能力,能夠在營養貧瘠的海水中有效獲取鐵質,並促進宿主體內的代謝整合。牠們具備抗菌防禦和壓力應對的能力,為宿主提供額外的保護層。此外,牠們在調節磷酸鹽水平方面也至關重要:牠們能夠合成和釋放多聚磷酸鹽,並具備有效的磷酸鹽轉運機制,能有效防止磷酸鹽在珊瑚組織中過度累積,進而維持珊瑚的健康狀態。研究指出,這些細菌在珊瑚礁生態系中,,可能透過異化硝酸鹽還原為氨的過程,參與氮循環,為其他微生物提供能量來源。

在熱應激條件下,例如水溫升高時,一些 Endozoicomonadaceae 能夠將從宿主獲得的類固醇轉化為睪固酮和黃體酮等激素。這些激素反過來可以激活宿主的先天免疫力,並抑制病原細菌和真菌的生長,展現出獨特的跨物種相互作用形式。此外,牠們還具有合成抗氧化化合物的能力,進一步提高對不利因素的抵抗力。

Endozoicomonadaceae 的基因組通常尺寸龐大,並展現出高度的可塑性,這可能表明牠們具有自由生活階段,並能快速適應不斷變化的環境條件和新的生態位。這種基因靈活性使牠們能夠有效地整合到宿主的代謝中,促進複雜糖類的分解並為宿主提供必需的化合物。牠們合成蛋白質和轉運分子的能力,也突顯了牠們在為宿主提供營養方面的作用。

這些細菌不僅是宿主健康的守護者,更是海洋生態系統中不可或缺的組成部分。牠們的共生關係不僅有益於單一宿主,更對整個海洋生態系統的穩定性產生深遠影響。深入研究 Endozoicomonadaceae 細菌的功能,有助於我們更全面地理解海洋健康與生物多樣性的複雜網絡。

來源

  • Nature

  • Metagenomics-resolved genomics provides novel insights into chitin turnover, metabolic specialization, and niche partitioning in the octocoral microbiome

  • Ecology of Endozoicomonadaceae in three coral genera across the Pacific Ocean

  • Genomic prediction of symbiotic interactions between two Endozoicomonas clades and their coral host, Acropora loripes

  • Genomic Insight into the Host–Endosymbiont Relationship of Endozoicomonas montiporae CL-33T with its Coral Host

  • Endozoicomonas Are Specific, Facultative Symbionts of Sea Squirts

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