【New Phytologist】从进化到应用：蓝藻纲在极端环境适应机制与合成生物学中的新篇章

本文综述了单细胞红藻（蓝藻纲）在极端环境适应机制与合成生物学应用方面的研究进展。背景方面，这类藻类能耐受温度、酸碱度和重金属浓度的剧烈变化，具有独特的系统发育和生态学价值。研究目的旨在阐明其进化机制并挖掘生物技术潜力。结论部分揭示了三大发现：一是通过系统发育树确认Galdieriales为最早分化分支，拥有动态基因组结构，通过亚端粒区域基因扩增适应极端环境；二是发现其存在被忽视的有性生活史，包括二倍体与单倍体的转换及同配生殖；三是揭示了Cyanidioschyzon和Galdieria在酸热溪流中的昼夜生态位分化，通过代谢互补实现共存。此外，研究提出了“整合型水平基因转移(IHGT)”模型解释功能基因在群落水平上的演化。应用层面，蓝藻纲因其耐高温、嗜酸等特性，已成为工业底盘生物，其C-藻蓝蛋白已被FDA批准为食品添加剂，并可用于生产高值化合物。研究为开发基于极端微生物的合成生物学平台提供了理论和技术基础。