马尾藻海代表了第一个由塑料碎片组装而成的弧菌
一项新的研究揭示了马尾藻属、塑料海洋垃圾和弧菌之间的相互作用如何产生对海洋生物和公众健康都有影响的完美“病原体”风暴。弧菌存在于世界各地的水域中，是海洋环境中人类死亡的主要原因。例如，创伤弧菌(Vibrio vulnificus)有时被称为食肉细菌，可因食用海鲜而导致危及生命的食源性疾病，以及因开放性伤口感染而导致疾病和死亡。
自 2011 年以来，棕色大型藻类的自由生活种群马尾藻在马尾藻海和大大西洋 马尾藻带等开阔海洋的其他部分迅速扩张，包括频繁且前所未有的海滩海藻聚集事件。塑料海洋垃圾最初是在马尾藻海的地表水中发现的，现已成为全世界关注的问题，并且众所周知，它比海洋环境中的天然底物存在时间长数十年。
目前，关于弧菌与马尾藻的生态关系知之甚少 。此外，关于塑料海洋垃圾和 马尾藻中的弧菌 是否可能感染人类，一直缺乏基因组和宏基因组证据。随着夏季进入高潮，人们正在努力寻找创新的解决方案来重新利用马尾藻，这些底物是否会对公众健康构成三重威胁?
佛罗里达大西洋大学的研究人员和合作者对从鳗鱼幼虫、塑料海洋垃圾、马尾藻以及从北大西洋的加勒比海和马尾藻海域采集的海水样本中分离出来的16 个弧菌品种的基因组进行了完整测序。他们发现，弧菌病原体具有独特的“粘附”微塑料的能力，而这些微生物可能只是在适应塑料。
“塑料是一种被引入海洋环境的新元素，它只存在了大约 50 年，”通讯主要作者、FAU海港分部海洋研究所和Harriet L的生物学助理教授Tracy Mincer博士说。 . 威尔克斯荣誉学院 “我们的实验室工作表明，这些弧菌极具攻击性，可以在几分钟内找到并粘附在塑料上。我们还发现微生物利用附着因子粘附在塑料上，这与病原体使用的机制相同。”
这项发表在《水研究》杂志上的研究表明，开阔的海洋弧菌代表了一组迄今为止未被描述的微生物，其中一些代表了潜在的新物种，拥有致病基因和低营养获取基因的混合物，反映了它们的远洋栖息地和底物以及他们殖民的主机。利用宏基因组组装基因组 (MAG)，这项研究代表了第一个 弧菌 属。由塑料碎片组装而成的基因组。
该研究强调了与霍乱和非霍乱细菌菌株密切相关的脊椎动物病原体基因。品种的表型测试证实了快速的生物膜形成、溶血和脂肪磷酸化活性，与致病潜力一致。
研究人员还发现，zonula occludens 毒素或“zot”基因首先在霍乱弧菌中描述，这是一种增加肠道通透性的分泌毒素，是他们发现的弧菌中保留率最高和选择最多的基因之一。这些弧菌似乎通过肠道进入，卡在肠道中并以这种方式感染。
“我们发现的另一件有趣的事情是一组称为‘zot’基因的基因，它会导致肠漏综合症，”Mincer 说。“例如，如果一条鱼吃了一块塑料并被这种弧菌感染，然后导致肠漏和腹泻，它会释放氮和磷酸盐等废物营养物质，从而刺激马尾藻和其他周围生物体的生长。”
调查结果显示一些 弧菌 属。在这种环境中，具有以植物和动物宿主为目标的“杂食性”生活方式，并具有在贫营养条件下持续存在的能力。随着人类-马尾藻-塑料海洋垃圾相互作用的增加，这些底物的相关微生物菌群可能藏有潜在的机会性病原体。重要的是，一些基于培养的数据显示搁浅的马尾藻似乎含有大量弧菌。
“我认为目前还没有人真正考虑过这些微生物及其引起感染的能力，”Mincer 说。“我们真的想让公众意识到这些相关的风险。 特别是，在更彻底地探索风险之前，应谨慎对待 马尾藻生物量的收获和加工。”
研究合著者代表 NIOZ 荷兰皇家海洋研究所、日本海洋地球科学技术机构、德国慕尼黑路德维希马克西米利安大学、埃默里大学、阿姆斯特丹大学和海洋生物实验室。
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