1月20日，中國水產科學研究院黃海水產研究所葉乃好團隊在國際知名期刊The ISME Journal在線發表了題為“Plastic responses lead to increased neurotoxin production in the diatom Pseudo-nitzschia under ocean warming and acidi?cation”的研究論文，發現全球變暖和海洋酸化顯著提高赤潮硅藻—多列擬菱形藻神經毒素水平，解析了升溫和酸化下多列擬菱形藻軟骨藻酸代謝的分子調控機制。

人類活動和氣候變化雙重壓力下，海洋浮游生物的地理分布和代謝過程發生顯著變化。氣候變化顯著增加海洋赤潮暴發的頻率和強度，加劇全球性海洋災害的風險性。多列擬菱形藻是一種典型的赤潮硅藻，能夠產生興奮性神經毒素—軟骨藻酸，并在食物鏈中傳遞富集，對海洋生態系統及人類健康影響深遠。然而，全球氣候變化下赤潮硅藻毒素代謝演變趨勢及其調控機制尚缺乏系統研究。

本研究以全球變暖和海洋酸化為背景，采用多學科交叉技術手段，通過短期應激和長期適應性實驗、實驗室模擬和海區現場實驗等不同時空試驗的對比驗證，深入解析了多列擬菱形藻對海洋升溫和酸化的生物學應答與調控機制。結果顯示，海洋升溫和酸化顯著增加多列擬菱形藻軟骨藻酸代謝水平，在長期適應條件下，多列擬菱形藻對溫度和酸化具有較強的表型可塑性；升溫和酸化顯著提高軟骨藻酸代謝核心基因DabA、DabB、DabC、DabD和SLC6表達，從而增加了細胞內外軟骨藻酸的濃度。研究為全面解析赤潮硅藻毒素代謝機制奠定基礎，為闡明氣候變化下赤潮毒素產生機理及響應模式提供基礎數據，同時為赤潮生物毒素的生態風險評估提供理論與技術支持。

黃海水產研究所徐東副研究員為論文第一作者，黃海水產研究所葉乃好研究員、譚志軍研究員及美國南加州大學David A. Hutchins教授為文章的共同聯系作者。研究獲得了國家重點研發計劃、青島海洋科學與技術試點國家實驗室山東省專項經費、國家自然科學基金、國家藻類產業技術體系、山東省泰山學者特聘專家、青年專家等項目的資助。

論文鏈接：

https://wwwnature.53yu.com/articles/s41396-023-01370-8

圖1. 多列擬菱形藻海洋原位氣候變化生態模擬實驗設計

圖2. 海洋升溫和酸化對多列擬菱形藻生長和軟骨藻酸代謝的影響

圖3. 長期升溫和酸化下多列擬菱形藻軟骨藻酸代謝調控機制