藻類と菌の相互作用：進化、生態学、新興アプリケーション

藻類と細菌は、進化の初期段階以来ずっと共存してきました。この共進化は、多くの面で地球上の生命に革命をもたらしました。藻類と細菌は、地衣類に深い海となるようにさまざまな生態系に影響を与え、相互主義から寄生までの考えられるすべての相互作用モードを表しています。いくつかの研究は、藻類と細菌が相互の生理学と代謝に相乗的に影響することを示しています。古典的な症例は藻類ロセバクター相互作用です。これらの相互作用は遍在しており、ほとんどの生態系の主要な生産性を定義しています。近年、藻類は産業の搾取に多くの注目を集めていますが、バクテリアとの相互作用はしばしば商業化中の汚染と見なされます。いくつかの最近の研究では、細菌が藻類の成長を促進するだけでなく、藻類のバイオテクノロジーの重要なプロセス、凝集にも役立つことが示されています。したがって、進化的および生態学的な観点からこれらの相互作用を理解し、この理解を産業用に統合する必要があります。ここでは、そのような関係の多様性とそれらに関連するメカニズム、およびそれらが相互に影響を与える生息地を振り返ります。このレビューでは、生物地球化学サイクルにおける生態学的役割に加えて、内共生などの主要な進化イベントにおけるこれらの相互作用の役割の概要も概説されています。最後に、藻類菌の相互作用に関するこのような研究をさまざまな環境および生物技術的アプリケーションに拡張することに焦点を当てています。

Algae and bacteria have coexisted ever since the early stages of evolution. This coevolution has revolutionized life on earth in many aspects. Algae and bacteria together influence ecosystems as varied as deep seas to lichens and represent all conceivable modes of interactions - from mutualism to parasitism. Several studies have shown that algae and bacteria synergistically affect each other's physiology and metabolism, a classic case being algae-roseobacter interaction. These interactions are ubiquitous and define the primary productivity in most ecosystems. In recent years, algae have received much attention for industrial exploitation but their interaction with bacteria is often considered a contamination during commercialization. A few recent studies have shown that bacteria not only enhance algal growth but also help in flocculation, both essential processes in algal biotechnology. Hence, there is a need to understand these interactions from an evolutionary and ecological standpoint, and integrate this understanding for industrial use. Here we reflect on the diversity of such relationships and their associated mechanisms, as well as the habitats that they mutually influence. This review also outlines the role of these interactions in key evolutionary events such as endosymbiosis, besides their ecological role in biogeochemical cycles. Finally, we focus on extending such studies on algal-bacterial interactions to various environmental and bio-technological applications.