摘要
群体感应是细菌通讯和相互作用不可或缺的一部分，但在珊瑚黏液微生物群中尚未得到充分表征。在本研究中，从61株珊瑚黏液分离菌中，发现5株α-变形菌和1株弧菌产生N-酰基高丝氨酸内酯（AHL），这是细菌中的一种群体感应信号。8株γ-变形菌分离菌被发现产生自诱导物-2（AI-2）群体感应信号，此外还有2株罗氏菌属（Rothia）的放线菌。珊瑚黏液富含抗氧化剂二甲基磺酰丙酸（DMSP），其浓度在热胁迫下会增加。DMSP既未诱导那些最初不产生群体感应信号的珊瑚黏液分离菌产生AHL活性，也未诱导其产生AI-2活性。然而，首次发现一株来自珊瑚黏液的罗氏菌分离菌（SCSIO 13017）和一株从白化珊瑚中分离的希洛氏弧菌（Vibrio shilonii，DSM 13774）的AI-2活性在响应5 μM DMSP时增加，但在响应50 μM DMSP时降低。这些发现表明，珊瑚黏液微生物群中群体感应信号的产生可能在构建表面微生物群落方面发挥作用，因为它们响应环境变化。
引言
造礁珊瑚覆盖着一层表面黏液，这对保护珊瑚免受病原体侵害和干燥、摄食以及清洁至关重要。黏液层富含营养物质，支持着多样化且丰富的细菌群落。黏液层中细菌的丰度比周围海水中观察到的要高几个数量级，其优势微生物群落几乎没有重叠。这种黏液微生物群已被认为是保护珊瑚免受入侵微生物侵害的防御屏障。因此，可以合理假设，珊瑚黏液层中发生的微生物构建和相互作用对于珊瑚病害的发生或抵抗具有重要意义。
群体感应是细菌响应细胞密度协调群体活动的机制之一。它参与病原体感染事件，如定殖、生物膜形成、毒力因子表达和运动性，以及益生菌过程，如抗生素产生和固氮。酰基高丝氨酸内酯（AHL）和自诱导物-2（AI-2）是两种特征明确的群体感应信号分子，细菌利用它们进行细胞间通讯。它们已被发现有助于细菌和细菌-宿主相互作用。最近有研究表明，AHL和AI-2信号都可能影响珊瑚微生物群落的结构，并随后在珊瑚健康和病害中发挥作用。这些发现表明，评估珊瑚黏液相关细菌产生群体感应信号的情况将是有用的。珊瑚黏液中的群体感应研究尚处于起步阶段，进一步的研究对于确定其在珊瑚健康中的作用绝对是必要的。
珊瑚黏液含有水溶性糖蛋白、氨基酸和脂质，但也含有硫化合物二甲基磺酰丙酸（DMSP），其浓度可达1-62 μM。珊瑚及其内共生微藻虫黄藻（Symbiodinium）都能产生DMSP。热胁迫下珊瑚的DMSP产生量更高，并与珊瑚应激反应有关。除了清除氧自由基外，DMSP通过作为珊瑚病原体溶珊瑚弧菌（Vibrio coralliilyticus）的化学引诱剂，在构建珊瑚相关细菌群落中发挥关键作用。除了影响运动行为外，DMSP还被报道影响海洋细菌Ruegeria pomeroyi DSS-3的AHL信号产生。本研究的目的是：（1）鉴定那些产生群体感应AHL和/或AI-2信号的珊瑚黏液相关细菌；（2）确定DMSP是否能诱导非产生菌产生此类信号；（3）进一步评估AHL和/或AI-2产生菌对DMSP的响应。这些数据增进了对珊瑚黏液层中微生物相互作用的理解，这是微生物群落转变的驱动因素之一。此外，黏液层中微生物群落的组成被认为对珊瑚共生体的健康至关重要。
材料与方法
2013年10月，从鹿回头岸礁（109°28′E，18°13′N）采集了5种珊瑚样本：鹿角珊瑚属（Acropora sp.）、扁脑珊瑚（Porites lutea）、扁脑珊瑚属（Platygyra sp.）、星珊瑚属（Galaxea sp.）和疣状杯形珊瑚（Pocillopora damicornis）。用无菌海水轻轻冲洗后，用无菌注射器收集表面黏液，转移至灭菌管中。将黏液样品（1 mL）用无菌海水进行系列稀释（10⁻²、10⁻³和10⁻⁴），各取200 μL涂布于海洋琼脂2216（MA）平板（BD公司，美国）。接种的MA平板在30°C下培养1-2周。
纯化菌株在5 mL海洋肉汤2216（MB）（BD公司，美国）或添加终浓度为5或50 μM DMSP（DMSP·HCl；C₅H₁₀SO₂·HCl；多伦多研究化学品公司）的5 mL MB中培养。培养物在30°C、150 rpm摇床中培养。根据使用Bioscreen-C全自动生长曲线分析仪（美国生长曲线公司）测定的菌株生长曲线，一旦达到指数生长期，培养液以8000 g离心5分钟使细胞沉淀。经0.22 μm注射器过滤器（Millipore）过滤后获得无细胞培养上清液，于-20°C保存以备进一步检测。每株分离菌进行三重复培养，其无细胞培养上清液分别制备并检测群体感应活性。
使用根癌农杆菌KYC55（pJZ372；pJZ384；pJZ410）作为报告菌株估计AHL的产生。简要步骤如下：将10 mL 2%液体琼脂倒入无菌培养皿（直径9 cm）中使其凝固。在琼脂上放置4个灭菌牛津杯（直径8 mm），加入25 mL检测培养混合物，其中包含21.25 mL 1%液体琼脂、2.5 mL KYC55培养液（OD₆₀₀=1）、1.25 mL 20×AT最低培养基和60 μg mL⁻¹ 5-溴-4-氯-3-吲哚-β-D-半乳糖苷（X-Gal，生工生物，上海）。凝固后取出牛津杯，向每个孔中移取50 μL无细胞培养上清液。平板在28°C下培养48小时，筛选蓝色区域，蓝色表示β-半乳糖苷酶转录。无菌MB培养基作为阴性对照。根癌农杆菌R10（pCF218）和希洛氏弧菌DSM 13774（=AK1=LMG 19703）的无细胞上清液作为阳性对照。希洛氏弧菌DSM 13774最初被提议为弧菌属的一个新种，但后来被重新分类为地中海弧菌（Vibrio mediterranei）的异名。
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