日前，TOP期刊《植物科学前沿》（Frontiers in Plant Science）、《微生物学前沿》（Frontiers in Microbiology）分别发表了我校副校长、崖州湾创新研究院教授茅云翔团队的2项最新研究成果。
研究成果 “Heat Shock Protein 20 Gene Superfamilies in Red Algae: Evolutionary and Functional Diversities”（红藻热激蛋白20基因超家族：演化与功能多样性）的作者为茅云翔（通讯作者）、高天（第一作者）、莫照兰、唐磊、于欣孜、杜国英。
该成果利用生物信息学方法共鉴定了97个红藻Hsp20基因，并根据系统发育关系将其划分为13个亚家族。系统发育分析表明，红藻Hsp20基因可能具有多系起源和复杂的进化模式。基因结构分析表明，大多数红藻Hsp20基因不具有内含子，所有的红藻Hsp20基因在C端区域都含有一个保守的ACD（α-crystalline domain）结构域。保守基序分析表明，同一亚家族的红藻Hsp20基因具有相似的基序。基因复制分析表明，红藻Hsp20基因家族中存在串联重复和大片段复制事件。此外，红藻中的这些Hsp20基因在进化过程中可能受到了纯化选择，并且条斑紫菜（Pyropia yezoensis）、坛紫菜（Pyropia haitanensis）和脐形紫菜（Porphyra umbilicalis）Hsp20基因在进化上高度保守。在红藻Hsp20基因启动子序列中发现了植物激素、光、胁迫响应和发育相关的顺式调控元件。最后，以条斑紫菜作为红藻的代表，探讨了红藻Hsp20基因的表达模式。基于RNA-seq数据，发现条斑紫菜Hsp20基因参与了条斑紫菜对非生物和生物胁迫的响应，并表现出不同的表达模式。此外，条斑紫菜Hsp20还参与了条斑紫菜的生长和发育，并表现出空间和时间上的表达模式。这些结果为红藻Hsp20基因家族提供了全面和有价值的信息，并为其功能表征奠定了基础。对红藻Hsp20基因家族的进化提供了新的见解，并将有助于理解红藻对不同环境的适应性。
研究成果“Metagenome-Assembled Genomes From Pyropia haitanensis Microbiome Provide Insights Into the Potential Metabolic Functions to the Seaweed”（坛紫菜微生物菌群基因组：潜在代谢功能对海藻的影响）的作者，茅云翔为通讯作者，王俊皓为第一作者，其他作者为唐祥海、莫照兰。
团队采用Genome-Centric Analysis的方法，在个体基因组水平上研究了坛紫菜的附生微生物的代谢潜力。采用宏基因组技术Binning，从整个微生物群落的测序数据中成功组装了202个微生物基因组（MAGs），这些MAGs代表了附生微生物群落中的主要类群，将已有数据库中紫菜相关微生物的系统发育多样性增加了50%，极大丰富了“紫菜相关微生物基因组数据库”。代谢功能分析显示，大部分附生微生物中碳固定途径缺失，表明微生物可能从外源环境，如宿主的分泌物中获得碳源，以支持自身的生命活动；在不同的微生物类别中，硝酸盐还原、牛磺酸代谢、有机磷溶解、1-氨基环丙烷-1-羧酸盐（ACC）降解、生长素和维生素B12合成等呈现功能冗余；其他代谢途径，如氨氧化、反硝化和硫化物氧化，仅在某些特定的微生物类群中被发现。本研究拓展了对藻类与微生物成员之间潜在相互作用的理解，为未来利用微生物组工程技术实现高效、绿色的紫菜养殖提供了数据支持。
据悉，该项研究工作由海南热带海洋学院崖州湾创新研究院、热带海洋生物资源利用与保护教育部重点实验室，中国海洋大学三亚海洋研究院等单位的研究人员合作完成。
（责任编辑：汪思辰）
