第八届青年地学论坛

南大洋深海低温、高压、寡营养，是地球上典型的极端环境。研究南大洋深海微生物在变化环境中生长和代谢响应机制，帮助我们认知极端环境微生物的生存策略，也帮助我们评估气候变化大背景下极地微生物的生态贡献。本研究利用高浓度离散剂培养基从水深1350m的南大洋沉积物中分离了一株条件嗜压细菌Halomonas titanicae ANRCS81，具有极强的环境适应能力，能够在宽泛的静水压力（0.1-55 MPa）、盐度（NaCl，0.5-30%，wt/vol）、温度（2-45℃）、离散剂浓度（Mg²⁺，0-0.9 mol/L）条件下生长，且可利用O₂、NO₃^-/NO₂^-等电子受体进行能量代谢。基于基因组和转录组学分析，相对于常压，当菌株在40 MPa下培养时，与抗氧化防御、无氧呼吸和发酵相关的基因表达上调，表明高压诱导细胞内氧化应激。在高压条件下，超氧化物歧化酶活性增加，葡萄糖消耗量增加同时CO₂生成量减少，NO₃^-/NO₂^-消耗量增加同时氨生成量增加，表明高压调控胞内能量代谢。这一工作为“共适应理论”（在高压与温度、盐度、氧化还原度等多重环境因子作用下，深海生命演化形成了通用策略以应对环境胁迫，其核心是调控能量分配和抗氧化（张宇，2015））提供直接生物学证据。
 

高静水压力,条件嗜压,嗜盐,转录组,共适应,抗氧化,南极