【“食领未来”系列学术讲座第31讲】德国弗莱德里希席勒耶拿大学Georg Pohnert教授：微藻对细菌的诱导与适应性响应—从生态学原理到定向培养调控

报告题目：Induced andAdaptive Responses of Microalgae to Bacteria – from Ecological Concepts to Targeted CultureManipulation（微藻对细菌的诱导与适应性响应—从生态学原理到定向培养调控）

报 告 人：Georg Pohnert（德国弗莱德里希席勒耶拿大学教授）

报告时间：2026年10月19日（星期一）下午3:00—5:00

报告地点：食品学院13号楼二楼东糖厅

主办单位：华南理工大学食品科学与工程学院

报告摘要：

  The bloom-and-bustdynamics of microalgae in aquatic systems play a major role in globalbiogeochemical cycles. They are mirrored by processes in aquaculture, and theirunderstanding can help to improve efficiency. The decline of algal blooms is primarily driven by nutrient limitation,leading to cell death, arrest of cell division, and aging of surviving cells.Coexisting bacteria can modulate these processes, thereby influencing microbialcommunity dynamics with consequences for the entire marine food web. Here, weintroduce dynamic responses of diatoms to diverse co-existing bacterialpartners. We demonstrate that these responses are highly adapted to therespective bacteria and display clear species specificity. Diatoms can altertheir survival strategies in direct response to bacteria, mediated by chemicalsignals released within the algal phycosphere. These responses include theproduction of resistance factors, vesicle secretion in response to bacterialpartners, and long-term adaptations observed in adaptive evolution experiments.Co-incubation experiments combined with metabolomic analyses of the communitiesenable the identification of chemical mediators involved and provide insightinto the physiological responses of both interaction partners. Overall, thiswork offers new perspectives on the dynamics and complexity of microbialcommunities in aquatic ecosystems.

  水生系统中微藻的繁茂与衰亡动态在全球生物地球化学循环中发挥着重要作用。这些现象在水产养殖过程中同样存在，而对其机制的理解有助于提升养殖效率。藻华现象的减少主要由营养盐限制驱动，进而引发细胞死亡、细胞分裂停滞以及存活细胞的衰老。共生的细菌可调控这些过程，进而影响微生物群落的动态变化，最终对整个海洋食物网产生深远影响。本文探讨了硅藻对不同共存细菌伙伴的动态响应。我们证实，这些反应高度适配于相应的细菌，并表现出明显的物种特异性。硅藻可通过藻类生态圈中释放的化学信号，直接响应细菌而调整其生存策略。这些应答反应包括抵抗因子的产生、对细菌共生体作出的囊泡分泌反应，以及在适应性进化实验中观察到的长期适应性改变。将共培养实验与群落代谢组学分析相结合，可鉴定出涉及的化学介导物，并有助于深入理解两种相互作用伙伴的生理响应机制。总体而言，本研究为水生生态系统中微生物群落的动态变化与复杂性提供了新的研究视角。

报告人简介：

  Georg Pohnert教授是德国弗莱德里希席勒耶拿大学学术副校长，生物有机分析中心主任、无机与分析化学研究所仪器分析主席。现任马克斯·普朗克学会会士、《天然产物词典》及《Römpp 百科全书》主编、EMBRC顾问委员会成员。他领导的研究团队运用现代生物有机分析技术、有机化学及生态学工具，系统解析浮游生物及地下水环境中微生物的化学防御与通讯策略。核心目标是探究塑造复杂微生物群落中的化学信号的本质及其作用。他的实验室开发的一项具有基础性重要意义的工具是比较（群落）代谢组学，该工具可用于在相互作用情境中识别关键的核心信号。天然产物的分离、光谱分析及有机合成作为重要组成部分，将转录组学、生物化学及生态学研究纳入考量，全面揭示这些化合物所发挥的作用。最终目标是通过采用精细设计的化学标记物，在中尺度生态系统和野外实验中，对浮游生物、地下水或生物膜群落进行靶向调控。这种跨学科研究不仅为化学介导的物种相互作用提供了新的见解，也对理解与微生物活动相关的全球元素循环具有重要意义。已在Nature、Science、Nature Microbiology、Nature Microbiology、Nature communications、ACS Synthetic Biology、WaterResearch等发表研究论文数百篇。