蓝藻是地球上最早出现的光合自养生物，广泛分布于几乎所有已知生境中。然而，蓝藻对各类生境适应性进化的机制仍不甚清晰。
      基于此，由华南师范大学生命科学学院束文圣教授课题组、中国科学院水生生物研究所宋立荣研究员课题组、暨南大学生命科学技术学院韩博平教授课题组等的研究人员联合完成了淡水藻种库163株蓝藻的基因组测序。进一步结合NCBI数据库，构建了含650个蓝藻基因组的数据集，对蓝藻门的系统发育进行分析，并基于比较基因组研究详细调查了蓝藻应对不同生境（海洋、淡水和陆地）的适应性进化机制，相关成果发表于The ISME Journal杂志。

研究结果表明:
      (1)基因家族的扩张是陆地蓝藻应对重复多变环境的普遍策略，而许多海洋蓝藻的基因组通过基因家族收缩以适应低营养的海洋环境。

图1 海洋、淡水和陆地蓝藻的比较基因组分析（a：海洋、淡水和陆地藻株基因组大小的密度图；b：基于KEGG，利用22个基因功能分类对海洋、淡水和陆地基因组富集分析）

(2)数百种基因与特定的环境密切相关。在海洋、淡水和陆生蓝藻的基因组中发现了丰度差异明显的基因，如光感应、营养物质转运、渗透压调节等，表明这些基因在特定环境中对生物生存和适应的重要性。

图2 与光感应和吸收相关的基因在海洋、淡水和陆地基因组中的分布（a：条形图显示了海洋、淡水和陆地基因组中与光适应相关的基因的平均基因频率，误差条形图表示95%置信区间(CI)；b：左图展示了天线复合体的不同形式；右图显示了在相应生境中形成不同天线复合体的比例。）

(3)水平基因转移是蓝藻适应特定环境的重要基因，陆生蓝藻的水平基因转移更为频繁。

图3 蓝藻基因组HGT事件分析（a：不同藻株HGT事件统计:外圈，HGT数目；中圈，基因组大小；b：不同生境蓝藻藻株对应基因组中HGT数目统计。）

总的来说，该研究结果进一步加深了蓝藻适应不同环境机制的理解，强调了环境在蓝藻基因演化中的重要性。

 本文转载自 国家水生生物种质库淡水藻种库微信公众号