全球海藻养殖作为水产养殖的重要组成部分，在维护海洋生态系统健康和促进蓝色经济发展方面发挥着重要作用（Jones等人，2022年；Zhang等人，2017年）。根据最新统计，2022年全球海藻产量达到3650万吨，其中人工养殖的海藻占总产量的97%（FAO，2024年）。作为全球最大的海藻生产国，中国贡献了超过50%的全球海藻产量。在中国的主要海藻品种中，Saccharina japonica尤为突出，年产量为186万吨（中国渔业统计年鉴，2024年）。中国的海带养殖已实现工业化生产，覆盖面积约为13万公顷，年产值超过100亿元人民币（Liu等人，2024年；Su等人，2017年）。从生态学角度来看，海带养殖场为众多海洋生物提供了庇护所和食物，从而有助于渔业资源的恢复，并带来显著的经济效益（Bekkby等人，2023年）。在海藻的应用方面，它不仅作为食物来源，还是藻酸盐和生物活性化合物的原料（Peteiro，2017年；Sæther等人，2024年）。因此，海藻养殖对人类福祉和可持续发展做出了重要贡献。
自20世纪50年代以来，循环冷却水系统已被开发和完善，用于“夏孢子”的培养，最终成为海藻养殖的标准技术（Li等人，2025年；Su等人，2017年）。虽然这种方法有效缓解了高温夏季条件下育苗生产的挑战，但运营成本较高。维持水温在约12°C需要精确的环境控制，并且需要技术娴熟的人员进行日常监测和幼苗管理（Su等人，2017年）。整个育苗过程通常持续三个月，导致生产成本显著增加。这些成本主要来自两个方面：首先是高能耗——高峰期的电力消耗比非高峰期高出80倍；其次是劳动力成本，占育苗总成本的12.8%（Coleman等人，2022年；Li等人，2023a，Li等人，2023b）。因此，缩短育苗周期可以大幅降低生产成本并提高整体盈利能力。
在陆地植物中，已经证明微生物共生体通过互利相互作用显著增强了宿主的生长和抗逆性。这些发现为改进大型海藻（如海带）的育苗技术提供了宝贵的见解（Negi等人，2023年；Santoyo等人，2016年）。内生微生物能够在不引起疾病的情况下定殖于宿主内部组织，主要包括真菌、细菌和放线菌（Mushtaq等人，2023年；Schoenrock等人，2015年）。这些微生物通过多种途径进入宿主组织——通常是通过自然伤口或分泌特定的降解酶（如纤维素酶和藻酸盐裂解酶）来突破宿主的表面防御机制（Singh等人，2018年）。一旦建立了稳定的共生关系，内生菌通过固氮、磷酸盐溶解和铁载体产生等方式为宿主提供营养。它们还通过诱导系统性抗性、竞争生态位和合成抗菌化合物来增强宿主对生物和非生物胁迫的抵抗力（Bertalan等人，2009年；Eida等人，2020年；Singh等人，2018年；Weilharter等人，2011年）。作为回报，宿主提供碳水化合物、氨基酸和稳定的微环境以支持内生菌的繁殖，形成了一个紧密调控的互利系统。这种复杂的共生关系不仅涉及代谢交换，还包括复杂的分子识别和信号传导过程，反映了宿主和微生物之间的共同进化适应性伙伴关系。
近年来，微生物调控技术因其在海藻养殖中的潜在应用而受到越来越多的关注（Kouzuma和Watanabe，2015年；Park等人，2025年）。然而，这些技术尚未在大规模海带育苗中得到应用。初步实验表明，Bacillus subtilis可以通过破坏细胞壁重新引入Ulva物种中，从而显著改变藻类微生物组的多样性和组成（Deutsch等人，2023年）。这些结果为开发微生物辅助育苗策略提供了宝贵见解。理论上，特定的微生物菌株可以通过分泌植物激素类似物或激活藻类抗氧化系统来促进海藻生长（Li等人，2023a，Li等人，2023b；Nair等人，2024年）。大型海藻在早期发育阶段特别容易受到微生物的定殖，有证据表明某些物种可以将有益微生物传递给后代。
本研究探讨了从健康S. japonica组织中分离出的内生细菌Priestia megaterium H403菌株在优化海带幼苗发育方面的潜力。通过控制共培养实验评估其对孢子萌发和幼苗生长的影响，同时通过全基因组测序确定与促进植物生长（PGP）特性相关的遗传决定因素，如植物激素合成和养分吸收。目的是确定H403菌株是否能够减少传统育苗所需的时间和成本，为海藻养殖中的微生物辅助策略奠定基础。本研究旨在通过将内生菌-大型海藻共生关系与实际养殖需求相结合，提高大规模海藻生产的效率。这项工作为未来微生物辅助海藻养殖的研究和应用奠定了基础。
