近日，我校食品科學(xué)與工程學(xué)院（生物與醫(yī)藥學(xué)院）李政科副教授與福建師范大學(xué)的張勇副教授、加拿大達(dá)爾豪斯大學(xué)的Zoe V. Finkel教授和Andrew J. Irwin教授合作，在國際頂級(jí)期刊《自然·氣候變化》（Nature Climate Change）發(fā)表了題為“硅藻多倍體化加速其對(duì)氣候變暖的適應(yīng)”的研究論文。我校李政科副教授為第一作者和通訊作者，陜西科技大學(xué)為第一單位。該研究成果得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目和青年基金（32371681，32001180）、加拿大自然科學(xué)暨工程研究委員會(huì)基金、加拿大研究主席項(xiàng)目、美國CBIOMES等項(xiàng)目的資助。該研究證實(shí)，熱脅迫具有誘導(dǎo)海洋硅藻假微型海鏈藻（Thalassiosira pseudonana）發(fā)生多倍體化（即基因組加倍）的潛力，且多倍體藻株在高溫環(huán)境下表現(xiàn)出比二倍體祖先更快的適應(yīng)速度。
研究通過長達(dá)500代的演化實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與二倍體祖先相比，多倍體硅藻在高溫下不僅生長速率提升更快、競爭能力顯著增強(qiáng)，其熱適應(yīng)能力也表現(xiàn)出關(guān)鍵進(jìn)化特征—最適生長溫度向右偏移，在高溫下表現(xiàn)出更強(qiáng)的光合生理穩(wěn)定性等?；虮磉_(dá)分析進(jìn)一步揭示，其適應(yīng)優(yōu)勢可能源于細(xì)胞周期、氧化應(yīng)激響應(yīng)、細(xì)胞壁合成與營養(yǎng)吸收等關(guān)鍵通路的廣泛重編程，為快速熱適應(yīng)提供了分子基礎(chǔ)。同期配發(fā)的評(píng)論文章指出，該研究為理解浮游植物應(yīng)對(duì)氣候變化的演化潛力提供了“隱藏的催化劑”和新視角。
這項(xiàng)成果不僅從演化生物學(xué)角度揭示了多倍化可能是硅藻在歷史氣候變化中成功適應(yīng)輻射的重要原因，也提醒我們，當(dāng)前預(yù)測海洋生態(tài)系統(tǒng)對(duì)未來變暖響應(yīng)的模型，可能低估了浮游植物通過基因組結(jié)構(gòu)變異所帶來的適應(yīng)潛力。該研究對(duì)評(píng)估未來氣候變化背景下海洋初級(jí)生產(chǎn)力和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要科學(xué)意義。
李政科副教授博士畢業(yè)于華中師范大學(xué)，2017-2021年間在加拿大戴爾豪斯大學(xué)和蒙特愛麗森大學(xué)從事博士后研究，2021年4月底入校工作。主要從事硅藻等浮游植物的適應(yīng)性進(jìn)化與資源利用研究，重點(diǎn)探索硅藻多倍化驅(qū)動(dòng)的暖化適應(yīng)機(jī)制、藻類多脅迫響應(yīng)規(guī)律及機(jī)制等方向。入校以來已發(fā)表SCI論文近20篇，其中以第一/通訊作者在Nature Climate Change（5年IF：32.9）、New Phytologist（2篇，植物學(xué)頂級(jí)期刊，5年IF：10.3）等期刊發(fā)表論文近10篇。主持國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、青年項(xiàng)目及省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目等多項(xiàng)課題，參與加拿大NSERC、美國西蒙斯基金會(huì)CBIOMES等國際合作項(xiàng)目?，F(xiàn)任陜西省農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)理事，兼任科研項(xiàng)目評(píng)審與多本SCI期刊審稿人，指導(dǎo)學(xué)生競賽屢獲佳績。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41558-025-02464-1
（核稿：孫敏 編輯：趙誠）
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