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近日，上海交通大学海洋学院长聘教轨助理教授李倩在国际微生物学权威期刊The ISME Journal发表题为“Broad phylogenetic and functional diversity among mixotrophic consumers of Prochlorococcus”的论文，上海交通大学为第一单位。该论文与来自夏威夷大学海洋与地球学院的Kyle Edwards教授，Chris Schvarcz博士和Grieg Steward教授共同合作完成。该研究利用特异性富集分离和培养手段，结合Tara Ocean全球生物多样性基因库数据分析，首次证实了开阔大洋中广泛存在能够摄食原绿球藻的混合营养型浮游植物，它们能够贡献细菌群落水平上近一半的死亡率，填补了该领域的空白。
海洋中的浮游植物贡献地球上约一半的氧气和初级生产力。它们利用太阳光进行光合作用和生长，被认为是“海洋中的森林”。然而事实证明，并非所有的浮游植物都只是自养生物。在许多情况下，它们也是贪婪的掠食者，就像海洋中的捕蝇草。但与肉食性陆地植物不同，这些具有双重功能的浮游植物非常微小，每个都是一个不到人类头发宽度十分之一的单细胞，它们利用鞭毛的快速游动捕食细菌。因为这些浮游植物混合了两种不同的营养模式——光合作用和捕食，所以它们被称为混合营养生物（英文是mixotroph，来自 mix 加上希腊语的食物 trophikós）。
文章作者对目标生物进行分离、转接和培养
论文作者李倩花费数年时间“驯服”这些神秘的海洋微生物，使其在实验室中生长，并调查它们的摄食习性。她表示，“海洋学家早就知道混合营养模式的存在，但仅在过去的十年中，我们才逐渐意识到它们在海洋生态系统中的普遍性和重要性。由于缺少可培养的模式生物，关于混养藻类的认知很多都是推测，我们不知道它们是谁，在海洋生态系统中做什么，具有怎样的生态学意义。”
分离自亚热带北太平海区的混合营养型浮游植物。左图a展示其丰富的物种多样性，右图b为拍摄的荧光显微镜摄食证据。
原绿球藻是全球海洋中丰度最高的一种光合细菌，搞清楚这些微小生物在食物网中的去向对于了解海洋生态系统至关重要。混合营养型浮游植物很有可能是细菌的主要消费者，其中就包括这些原绿球藻，但直到现在还没有任何有关混养生物摄食原绿球藻的直接证据，且没有关于它们摄食速率的量化研究。该工作比较了39株浮游植物对原绿球藻的摄食率，量化了其摄食速率随着食物供应变化的功能响应，彻底填补了这个空白。
该研究认为，开阔大洋中摄食细菌的混合营养型浮游植物广泛存在。它们很有可能具备超乎想象的物种和功能多样性，在海洋食物网中消耗着大量的初级生产者，由此介导的细菌－藻类的碳流和能流不容忽视。
李倩，厦门大学博士，阿姆斯特丹大学和夏威夷大学博士后。2021年起任职上海交通大学海洋学院，目前担任长聘教轨助理教授，博士生导师。主攻研究方向为浮游植物与环境因子的互作关系，混合营养型浮游植物和巨型病毒的生理生态学研究。目前以第一作者在ISMEJ, Limnology and Oceanography, Journal of Plankton Research 等领域内知名期刊发表SCI论文7篇。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41396-022-01204-z.pdf
作者：谢安琪供稿单位：海洋学院内容来源：上海交通大学
来源：上海交通大学
原文链接：https://news.sjtu.edu.cn//jdzh/20220215/167431.html
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