剛毛藻作為水生生態系統的重要底棲初級生產者，其與細菌的復雜關系不僅影響水生生態系統的平衡，同時也驅動抗生素抗性基因（Antibiotic resistance genes, ARGs）的傳播與演化。盡管前期研究已證實藻際微環境是水環境ARGs賦存與擴散的關鍵生態位，然而在自然條件下，剛毛藻不同生活階段依賴性溶解性有機質（DOM）釋放如何調控藻際附生浮游植物與細菌群落的組裝過程、藻-菌互作模式及其介導的抗性組動態，目前仍缺乏系統認識。

為闡明上述科學問題，中國科學院水生生物研究所吳辰熙研究員團隊聚焦于貧營養湖泊-青海湖剛毛藻水華現象，綜合野外調查與室內共培養實驗，探究了不同形態剛毛藻（附著型、漂浮型和腐解型）相關DOM對其附生群落演化的調控作用，并重點分析了伴生種群落結構變化對湖濱帶ARGs傳播的影響。研究結果表明，剛毛藻藻際微環境在DOM釋放與化學轉化的驅動下，發揮著動態“基因孵化器”的功能。尤其在低氧衰亡階段，DOM組成由易降解的蛋白質類物質向難降解的類富里酸物質轉化。該DOM特征驅動了低多樣性、高功能性的特定附生群落的富集，其中以不動桿菌屬等細菌為優勢類群。與高細胞密度促進水平基因轉移（HGT）的預期相反，本研究發現藻際微環境中ARGs的增殖主要依賴垂直基因轉移（VGT）。這一機制可解釋為：DOM介導了對特定細菌宿主的選擇性富集，其增殖進而促進了染色體相關耐藥決定因子的傳播。因此，藻際微環境積累了獨特且高度富集的耐藥基因組，而周圍水體中的耐藥基因組則具有更高多樣性且主要由HGT過程主導。

圖1 圖文摘要

圖2 不同形態剛毛藻DOM組成對水體細菌群落的影響

該研究成果以“Cladophora drives the evolution of its epiphytic communities and antibiotic resistome in the littoral zone of Qinghai Lake”為題發表于Water Research（文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2026.125530）。水生所賈佳助理研究員為論文第一作者，吳辰熙研究員為論文通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金項目、國家重點研發計劃和青海省重點研究和基礎研究計劃的資助。