捕食关系是微生物食物网中物质转移与能量流动的核心驱动力，决定了水生生态系统的种群结构与资源分配[1-3]。然而，相较于淡水生态系统中经典的原生动物捕食模型（如栉毛虫捕食草履虫），海洋生境中纤毛虫之间的捕食行为——尤其是其分子机制与生态效应——长期缺乏系统性研究。高盐、高离子强度与高粘滞性等海洋特性[4, 5]，使得海洋纤毛虫可能演化出独特的捕食策略，但受限于实验体系缺失与研究手段局限，相关机制仍鲜为人知。
2026年3月13日，中国海洋大学进化所/水产学院龙红岸团队联合斯坦福大学、亚利桑那州立大学、华东师范大学等国内外多家科研机构，在The ISME Journal上发表了题为 Biocontrol potential and molecular basis of predation in a marine raptorial ciliate的研究。该研究从近海环境中成功分离并建立了以捕食性纤毛虫贪食纤口虫Chaenea vorax 为捕食者、条件致病性纤毛虫海洋尾丝虫Uronema marinum 为猎物的海洋原生动物捕食模型，全面揭示了掠食性海洋纤毛虫高效捕食的群体动力学及分子适应机制，并系统评估了其作为水产养殖生物防控株系的应用潜力。
研究团队首先通过捕食实验与Rosenzweig–MacArthur模型模拟，发现贪食纤口虫C. vorax具有极高的捕食效率：仅需几十个捕食者个体，即可在1–2天内消灭绝大多数海洋尾丝虫U. marinum种群。这一结果不仅揭示了其在种群层面的强大控制能力，也为后续生物防控策略的定量化设计奠定了理论基础。进一步研究发现其捕食行为涉及钙离子介导的细胞收缩、溶蛋白酶解系统以及毒素外排机制，以及细胞骨架重塑、蛋白水解及解毒等，显示其捕食行为是一个高度协调的分子过程。
演化分析进一步揭示，贪食纤口虫C. vorax具有极长的演化历史和极高的核苷酸多样性，其捕食相关基因家族显著扩张，并受到相对宽松的选择压力影响。相比之下，猎物海洋尾丝虫U. marinum 虽然具备一定的防御结构（如射出体，trichocysts），但其防御基因受强烈纯化选择，防御能力基本失效。尽管海洋尾丝虫U. marinum 作为典型的r-策略物种，以极快的繁殖速率（倍增时间约3.9小时）在近海环境中占据优势，但在面对贪食纤口虫C. vorax 的捕食压力时，其防御机制仍难以奏效。
这项研究不仅成功建立了海洋纤毛虫捕食模型，系统解析了捕食行为的分子基础与演化特征，还为水产养殖中条件致病性纤毛虫的生物防控提供了新的思路，相关技术获授权美国和中国发明专利各1项。研究团队指出，在全球水产养殖集约化发展背景下，致病性纤毛虫爆发频发，传统物理化学防治手段成本高、环境负担重，而利用捕食性原生动物进行生物防控具有绿色、可持续的优势。贪食纤口虫C. vorax作为一种无寄生记录、不携带水产病原、捕食效率高、适应性强的海洋原生动物，具备成为生物防治种质株系的潜力。
研究进一步强调，该捕食模型具有可扩展性——通过调整初始猎物密度、抑制效率和时间窗口等参数，可为不同养殖场景下的捕食者接种密度提供理论指导。未来若能结合分子遗传技术与规模化培养体系，或将推动海洋纤毛虫捕食者在实际水产养殖系统中的应用，助力实现绿色、可持续的水产病害防控。
中国海洋大学潘娇为论文唯一第一作者，龙红岸教授与张俣副教授为论文共同通讯作者。合作者、团队多名研究生和本科生均为该研究做出了重要贡献。
原文链接：https://doi.org/10.1093/ismejo/wrag053
参考文献：
1.Dawkins R, Krebs JR. Arms races between and within species. Proc R Soc Lond B Biol Sci. 1979;205(1161):489–511.
2.Azam F, Fenchel T, Field JG, et al. The ecological role of water-column microbes in the sea. Mar Ecol Prog Ser. 1983;10(3):257–63.
3.Diehl S, Feissel M. Intraguild prey suffer from enrichment of their resources: a microcosm experiment with ciliates. Ecology. 2001;82(11):2977–83.
4.Miyake Y, Koizumi M. The measurement of the viscosity coefficient of sea water. J Mar Res. 1948;7(2):63-6.
5.Sharqawy MH, Lienhard JH, Zubair SM. Thermophysical properties of seawater: a review of existing correlations and data. Desalin Water Treat. 2010;16(1-3):354-80.
