第一作者：王佳 硕士生

通讯作者：付杰 教授；党晨原 副教授

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

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135425005184

近日，我院付杰教授和党晨原副教授团队在环境领域顶级学术期刊Water Research上发表了题为“New perspectives on bacterial chlorine resistance: Phages encoding chlorine resistance genes improve bacterial adaptation”的研究论文。细菌对氯消毒剂的耐药性降低了其杀死致病菌的有效性，对环境和健康安全构成严重威胁。细菌和噬菌体之间的相互作用是地球生物圈中最常见的生物活动，但人们对噬菌体在细菌群落对氯消毒剂的抵抗力中所起的作用和机制知之甚少。该工作使用宏基因组学和宏转录组学测序，研究了在92天运行的厌氧-缺氧-好氧系统（anaerobic-anoxic-oxic, A²/O）中，氯消毒剂作用下细菌噬菌体群落的丰度、活性和功能的变化。研究发现细菌和噬菌体的转录活性对氯消毒剂高度敏感，尽管它们的相对丰度没有明显改变。噬菌体多样性和温和噬菌体与裂解噬菌体活性之比的增加表明，噬菌体，特别是温和噬菌体，可能在氯消毒剂的反应中发挥关键作用。有趣的是，当氯消毒剂存在时，携带氯抗性基因（chlorine resistance genes, CRGs）的噬菌体是噬菌体和微生物群落的驱动因素，但在没有氯消毒剂的情况下，它们遵循群落的动态变化。基于关联二分网络，我们进一步发现噬菌体直接介导CRGs在细菌之间的水平转移，促进CRGs在菌群中的传播。此外，与细胞壁修复、氧化还原平衡调节和外排泵相关的4种CRGs由噬菌体携带但在宿主中缺乏，这表明噬菌体对宿主的氯抗性具有潜在的补偿作用。该研究结果揭示了噬菌体在提高细菌群落对氯消毒剂的抵抗力方面的重要作用，为噬菌体和细菌共同进化以适应环境提供了新的视角。