细菌群落是一个错综复杂的生态系统，各成员传递信号、争夺资源并影响彼此的生长。环境中的抗生素使群落中的相互作用关系更加复杂，，出现了“合作者”（能够解毒并促进群体利益的细菌）与“作弊者”（利用他人利益的细菌）。作弊行为会抑制合作者的生长，损害群落多样性。在这样的背景下，如何实现二者的共存是一个待解决的科学问题。曲久辉院士团队微生物过程与调控组以前期研究中发现的具有解毒能力的菌株为例（Lin et al., AEM），探究了在抗生素干扰下具有不同抗生素敏感性的细菌共存行为，揭示了维持细菌群落生物多样性的机制。
研究揭示了一个关键发现：物种间竞争性相互作用的出现可以有效抑制作弊行为。团队发现，在抗生素干扰下，当细菌表现出不同的生长速率和抗生素敏感性时，社会作弊行为阻碍了共存，符合群落的竞争排斥原理。进一步通过模型模拟和细菌群落实验，发现引入“调节者”（能同时监管合作者和作弊者的细菌）可以改变无法共存的局面，促进合作者和作弊者之间的平衡。研究强调了物种间成对的竞争性相互作用在促进抗生素干扰下共存中的关键作用。这对理解细菌生态系统的稳定性、解读抗生素-微生物组相互作用、预测细菌群落对环境变化的适应具有重要意义。
相关研究成果发表于The ISME journal 和Applied and Environmental Microbiology。第一作者是博士生林慧。相关论文链接：
论文链接1：https://academic.oup.com/ismej/advance-article/doi/10.1093/ismejo/wrad038/7513099
论文链接2：https://journals.asm.org/doi/10.1128/aem.01662-23
环境水质学国家重点实验室
2024年2月4日