了解生物体如何适应不可预测的未来环境是生物学研究的一个基本目标。对冲策略是从微生物到人类观察到的一种进化适应机制，有助于种群在随机波动的环境中兼顾生长和抗逆。尽管其普遍存在，但其是否在微藻（重要的初级生产者和碳汇）中存在仍需更多的实验证据。

图1. 雨生红球藻的表型多样化

近日，清华大学深圳国际研究生院蔡中华教授、周进副教授课题组报告了单细胞雨生红球藻的对冲生存策略。研究表明，同基因型的雨生红球藻由随机基因表达驱动，可逆地分化为异表型的移动细胞和非移动细胞，且与环境条件无关。移动细胞生长速度较快，但对压力敏感，而非移动细胞则优先考虑抗压力而不是生长。非移动细胞完成了从聚焦生长的代谢活动（细胞分裂、光合作用）转向为增强抗逆（细胞壁增厚、细胞增大、聚集、抗氧化剂和储能化合物的积累）。本研究的结果为微藻的对冲机制提供了实验证据，揭示了微藻适应当前和未来环境条件的潜力。

图2. 表型组成受控的雨生红球藻种群在正常和压力条件下的适应性相关参数

上述成果以“单细胞微藻的对冲生存策略（Bet hedging in a unicellular microalga）”为题于2024年3月7日发表在《自然·通讯》（Nature Communications）上。

论文第一作者为清华大学深圳国际研究生院博士后唐思（清华水木学者），通讯作者为清华大学深圳国际研究生院蔡中华教授、周进副教授与德国基尔大学副教授卡特琳·哈默施密特（Katrin Hammerschmidt），其他作者还包括清华大学深圳国际研究生院2023级博士生刘亚情、博士后朱建明、2022 级硕士生程雪玉、2019 级博士生刘璐。该研究由国家自然科学基金、广东省创新团队以及深圳市基础研究专项、深圳市可持续发展科技专项项目等资助。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-024-46297-6

文：程雪玉

编辑：叶思佳

审核：陈超群