第一作者：王佳 碩士生

通訊作者：付傑 教授；黨晨原 副教授

論文信息：2025: 123607 (doi.org/10.1016/j.watres.2025.123607)

論文鍊接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135425005184

近日，我院付傑教授和黨晨原副教授團隊在環境領域頂級學術期刊Water Research上發表了題為“New perspectives on bacterial chlorine resistance: Phages encoding chlorine resistance genes improve bacterial adaptation”的研究論文。細菌對氯消毒劑的耐藥性降低了其殺死緻病菌的有效性，對環境和健康安全構成嚴重威脅。細菌和噬菌體之間的相互作用是地球生物圈中最常見的生物活動，但人們對噬菌體在細菌群落對氯消毒劑的抵抗力中所起的作用和機制知之甚少。該工作使用宏基因組學和宏轉錄組學測序，研究了在92天運行的厭氧-缺氧-好氧系統（anaerobic-anoxic-oxic, A²/O）中，氯消毒劑作用下細菌噬菌體群落的豐度、活性和功能的變化。研究發現細菌和噬菌體的轉錄活性對氯消毒劑高度敏感，盡管它們的相對豐度沒有明顯改變。噬菌體多樣性和溫和噬菌體與裂解噬菌體活性之比的增加表明，噬菌體，特别是溫和噬菌體，可能在氯消毒劑的反應中發揮關鍵作用。有趣的是，當氯消毒劑存在時，攜帶氯抗性基因（chlorine resistance genes, CRGs）的噬菌體是噬菌體和微生物群落的驅動因素，但在沒有氯消毒劑的情況下，它們遵循群落的動态變化。基于關聯二分網絡，我們進一步發現噬菌體直接介導CRGs在細菌之間的水平轉移，促進CRGs在菌群中的傳播。此外，與細胞壁修複、氧化還原平衡調節和外排泵相關的4種CRGs由噬菌體攜帶但在宿主中缺乏，這表明噬菌體對宿主的氯抗性具有潛在的補償作用。該研究結果揭示了噬菌體在提高細菌群落對氯消毒劑的抵抗力方面的重要作用，為噬菌體和細菌共同進化以适應環境提供了新的視角。