从繁盛到存活：光波长调节管状绿藻德尔贝西亚的光适应响应

藻类在浅海生境中需要特定的驯化策略以应对光谱变异。我们通过在10天期间内开展光生物学和转录组学采样，研究了管状绿藻 Derbesia 在白光（WL）、蓝光（BL）、绿光（GL）、红光（RL）和远红光（FL）条件下如何改变其光合作用和代谢过程。我们的结果表明，存在两种相互对立的光驯化策略：BL 和 GL 促进与生长相关的代谢活性，而 FL 和 RL 则诱导一种类似低光的生存策略，其特征为生长降低和核心代谢受到抑制。所有处理条件下的光合作用驯化主要发生在光依赖反应中。BL 和 GL 促进早期驯化，其标志为捕光复合体（LHCs）和关键转录调控因子 MYB 的即时激活，并表现出更优的驯化能力，其标志为 ATP 酶、ATP 转运蛋白和激素信号组分的持续激活。BL 在向长期暴露过渡期间诱导了显著的转录变化，包括增强的循环电子传递，以及蛋白质合成、DNA 复制和转录调控的关键调节因子的激活。相比之下，FL 以及在较小程度上的 RL 触发了类似低光驯化的响应，并伴随受限生长，其特征为能量利用效率低下、天线系统扩大、叶绿体增殖并发生聚集，以及生长速率下降。本研究表明，核心光合色素的大量积累以及叶绿素 a/b 的降低是对 FL 的一种驯化响应，而在 WL 条件下核心代谢过程始终保持较高激活水平，则很可能表明 Derbesia 已进化适应于广谱光占优势的浅海岸环境。此外，我们为本研究新测序获得的 Derbesia 菌株基因组草图，可作为未来羽藻目藻类分子光生物学研究的基因组资源。

藻类需要特定的驯化策略来应对浅海生境中的光谱变异。我们通过在10天期间开展光生物学和转录组采样，研究了管状绿色藻类Derbesia在白光（WL）、蓝光（BL）、绿光（GL）、红光（RL）和远红光（FL）条件下如何改变其光合作用和代谢过程。我们的结果显示出两种相互对立的光驯化策略：BL和GL促进了与生长相关的代谢活性，而FL和RL则诱导出一种类似低光的生存策略，其特征是生长降低和核心代谢受抑制。所有处理条件下的光合驯化主要发生于光依赖反应中。BL和GL促进了早期驯化，其标志为捕光复合体（LHCs）和关键转录调控因子MYB的即时激活，并表现出更佳的驯化能力，其标志为ATP酶、ATP转运蛋白和激素信号组分的持续激活。BL在向长期暴露过渡过程中诱导了显著的转录转变，包括增强的环式电子传递，以及蛋白质合成、DNA复制和转录调控的关键调节因子。在此相反，FL以及程度较轻的RL触发了类似低光驯化的响应，并伴随受限生长，其特征包括能量利用效率低下、天线系统扩大、叶绿体增殖并发生聚集，以及生长速率降低。本研究表明，核心光合色素的大量积累以及叶绿素a/b比值的降低是对FL的驯化响应，而在WL下核心代谢过程持续较高水平的激活，很可能反映了Derbesia对广谱光占主导的浅海岸环境的进化适应。此外，我们为本研究新测序获得的该Derbesia菌株基因组草图，可作为未来Bryopsidales目藻类分子光生物学研究的基因组资源。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.07.730690v1?rss=1

🏷️ 绿藻光适应 光波长响应 转录组学 光合作用调控 浅海生态适应 Derbesia