微生物的交流信号

多年来微生物一直被认为是相对孤立的个体,在环境中独立地生存,但近些年的研究使人们认识到微生物也使用复杂多样的方式进行种内、种间,甚至与其他生物间的跨界信息交流。这些交流由特定的信号分子来完成,称之为微生物语言。借助这些交流语言使微生物在特定的生态位中与其相邻个体或种群建立了多样的互动关系,包括合作、竞争与资源共享等,通过协调群体行为,共同应对多变的环境。随着现代分子科学对自然微生物群落的不断深入研究,人们对微生物交流也逐渐有了更为清晰的认知。本综述总结了原核和真核微生物所使用的主要信号物质(如群体感应、群体猝灭、抗生素等)和交流方式,讨论了这些通讯语言在种内(同种微生物)、种间(异种微生物),以及跨界(微生物与宿主)交流上的表现。旨在更为深入地解读这一有趣的多学科交叉研究领域,更好地理解微生物交流语言的形式、机制和目的,为微生物行为的解读和生态事件的解析获取基于化学生态学的新思路。     

珊瑚共生体中“细菌-虫黄藻-宿主”三角关系的通讯交流

“细菌-虫黄藻-珊瑚”是生态系统中一对经典的三角关系,其中包含着复杂的物质流、信息流和能量流,三者的平衡与稳定是维护珊瑚礁生态系统健康的重要保障。过去20年里针对共生体交互关系进行了大量研究,并取得了一些重要成果,明确了“细菌-虫黄藻-宿主”三者之间的物质代谢、营养交换以及与环境的交互关系。然而,基于共生系统的复杂性,一些现象背后的机制仍然未被充分揭示,尤其是共生体之间的通讯交流。信号分子介导的相互作用是珊瑚共生体稳态维持和高效运转的内在驱动力。本文以珊瑚共生体系中化学信号为重点,尝试梳理最新的研究进展,包括细菌与细菌、细菌与珊瑚、细菌与虫黄藻以及虫黄藻与珊瑚之间的通讯方式,重点关注了群体感应信号(QS)、二甲基巯基丙酸盐(DMSP)、糖类信号、脂类信号以及非编码RNA。选择性例举了QS信号介导的微生物协作和竞争、DMSP调节下的细菌和宿主的相互作用,以及环境胁迫下珊瑚和虫黄藻对非编码RNA的响应过程,强调了它们在共生体中的作用模式和生态意义。并对今后的研究重点和可能方向进行了提炼,包括研究维度的扩充、新技术-新方法的应用以及生态模型的构建等,旨在提升对三角关系互作方式的认识,增进对珊瑚共生体的理解,探索基于通讯语言的操纵方式为珊瑚礁生态系统的恢复和保护提供新思路。