了解藻类和细菌之间的营养循环可能会导致生物燃料产量的增加

藻类和细菌之间的相互作用对于地球海洋和地表水的初级生产力至关重要。细菌可以通过产生维生素、铁螯合分子和生长激素等关键因子来提高藻类的生产力。此外，细菌使有机物再矿化，这一过程为藻类提供稳定的营养供应。然而，人们对这个过程知之甚少。

现在，一项研究详细介绍了15种细菌共培养物从藻类中吸收有机物和再矿化，以及随后由藻类三角褐指藻(一种硅藻)吸收所得营养物质的情况。该工作发表在《自然通讯》杂志上。

尽管藻类是海洋等地方初级生产力的重要组成部分，但有关它们与细菌关系的详细信息却缺乏。这项研究量化了细菌对藻类营养物质的吸收以及随后藻类对再矿化碳和氮的吸收。研究人员还确定了三类不同的代谢相互作用，为该领域的未来研究(包括生态研究)打开了大门，有助于缩小细菌和藻类之间相互作用已知和未知之间的差距。

这些研究结果为潜在增强藻类生物质用于生物燃料生产以及通常了解大规模元素循环提供了重要细节。

细菌对有机物的再矿化对于藻类的生长至关重要，但人们对这一过程知之甚少。因此，目前不可能鉴定出能够为藻类提供更多再矿化营养的细菌。这项研究首次量化了细菌对藻类溶解的有机碳和氮的吸收，以及相反的过程，即再矿化的营养物质随后被藻类吸收。

十五种细菌共培养物与硅藻三角褐指藻一起生长，并使用单细胞水平同位素示踪和纳米级二次离子质谱法跟踪和分析细胞之间的碳和氮运动。其他代谢组学和蛋白质组学数据是在环境分子科学实验室(EMSL)获得的，该实验室是太平洋西北国家实验室的能源部(DOE)科学办公室用户设施。

出乎意料的是，多机构团队发现了菌株之间、甚至细胞之间在净碳和氮的掺入、利用和再矿化方面的差异。利用所得数据，研究小组确定了代谢相互作用的三个类别或行会：大分子再矿化剂、大分子使用者和小分子使用者。这些行会与系统发育无关，也不能完全从预测的代谢能力来阐明。

这项工作为理解细菌-藻类关系提供了关键的垫脚石，并强调了额外研究的必要性，包括微生物代谢相互作用的生态研究。

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