简介
南极特殊的地理环境使得该地区的硅藻成为初级生产力的主要贡献者，硅藻支撑着该区域大量磷虾的生存，这些磷虾维持着鱼类、鸟类、海豹和鲸鱼等丰富多样的海洋食物网。硅藻的物理化学特性会随着如铁和光的可用性的变化而改变。南大洋是最大的高营养、低叶绿素(HNLC)地区，其中硝酸盐浓度一直很高，浮游植物生产力受到微量元素铁的可用性的限制。铁的输入是间歇性的，主要来自风积尘、冰川融水排放、沉积物的再悬浮和深冬混合;然而，快速的生物吸收和微粒清除会迅速耗尽海洋上层的可用铁。极地克格伦拟脆杆藻在南大洋水域中广泛存在，是铁施肥实验的主要响应体，铁浓度和光有效性存在较大的梯度。该研究对生长在不同铁和光条件下的克格伦拟脆杆藻进行了转录组比较分析，以研究其对铁和光限制的生理反应的分子基础。
图文简析
首先对克格伦拟脆杆藻的生长特性进行了调查包括：(A)比生长速率;(B)PSII的最大光化学产量(Fv/Fm);(C)在不同光强和铁含量的作用下PSII的功能吸收截面。处理包括：饱和铁和饱和光照(+FeSL)；铁限制和饱和光照(FeSL)；饱和铁和限制光照(+FeLL)；铁限制和光照限制(FeLL)。结果显示低铁对生长率的影响大于低光照，但低铁和低光照对生长率没有叠加效应。在不同条件控制下(FeSL，+FeLL,FeLL)，克格伦拟脆杆藻在分子水平上的各项相关信息进行测定比较。较暖的颜色表示类别被过多表达，较冷的颜色表示类别注释未被充分表达。低铁处理(饱和和弱光)有最大的转录组反应;然而，表达模式在低光照处理(高铁和低铁)中更为相似。在低铁/低光处理中，水通道蛋白、蛋白视紫质、质体青苷和*素蛋白的编码基因的转录量最多，说明在分子水平上可能存在铁/光同时限制的叠加效应。低铁和（或）低光处理与对照之间的代谢途径表达差异。散点图是(A)低铁处理(FeSL)、(B)低光处理(+FeLL)和(C)低铁/低光联合处理(FeLL)中。在铁和光限制下，碳固定和氨基酸，核糖体和硫代谢相对于对照组(铁充足，饱和光)过多。总结
该研究对克格伦拟脆杆藻转录组的分析为极地硅藻对铁和光限制的生理反应提供了分子基础，并确定了一个基因子集，可作为检测自然组合中铁和光胁迫的分子指示器。碳和氮代谢的动态重组(即氨基酸途径、硫代谢,和碳代谢)在低铁/低光条件和切换到铁非依赖性基因和亚型可以解释其累加效应和增长率,光生理学。然而，低铁和弱光联合处理下PR编码基因、低铁和弱光联合处理下，编码PR，*素类*素和质体蓝蛋白的某些同工型以及FBAI类的基因的转录过分表达，表明在分子水平上两种资源限制之间存在累加效应。在谢途径方面，联合处理增强了核糖体、硫代谢和某些氨基酸途径，这些可能强调了循环N和C化合物的重要性。此外，多样化的光合异构体和铁获取策略，以及独特的ROS解*技术和氨基酸循环和碳代谢的变化，可能有助于这种极地硅藻在其自然环境中的存活。
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