超微型浮游藻類(粒徑≤3μm)簡稱“超微藻”，廣泛分布于海洋和淡水生態(tài)系統(tǒng)，在水生生態(tài)系統(tǒng)尤其是微食物環(huán)中有重要作用。它們具有更高的CO2固定效率，對水體初級生產(chǎn)力的貢獻(xiàn)量可高達(dá)90%，且其潛在的混合營養(yǎng)代謝功能對浮游細(xì)菌的種群具有調(diào)控作用。Mychonastes homosphaera是長江中下游富營養(yǎng)化湖泊(巢湖、鄱陽湖)常見的優(yōu)勢超微真核藻，其對富營養(yǎng)化湖泊的適應(yīng)及進(jìn)化機制尚未得到闡明。

　　近期，中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所史小麗團(tuán)隊基于流式細(xì)胞分選技術(shù)及劃線分離法獲得Mychonastes homosphaera藻株，并對分離自典型富營養(yǎng)化湖泊巢湖的超微真核藻Mychonastes homosphaera進(jìn)行PacBio三代測序，完成湖泊超微真核藻全基因組測序工作，揭示Mychonastes homosphaera對富營養(yǎng)化湖泊的進(jìn)化及適應(yīng)機制。

　　該研究利用PacBio三代測序技術(shù)對Mychonastes homosphaera全基因組進(jìn)行測序，獲得5.8 Gb有效序列，組裝出Contig N50 為2 Mb的24.23 Mb基因組序列�；�因組注釋結(jié)果顯示，20.13%的序列為重復(fù)序列，蛋白編碼基因6649個。基因組相關(guān)代謝通路構(gòu)建結(jié)果表明，Mychonastes homosphaera不僅有高效的營養(yǎng)及光能利用機制，還具有特有的低溫適應(yīng)機制，闡明了其在巢湖冬季優(yōu)勢的機理。研究人員通過比較基因組學(xué)，分析了Mychonastes homosphaera和其他藻類基因組中油脂合成代謝途徑基因的組成和拷貝數(shù)，解釋了Mychonastes homosphaera高油脂含量的原因，認(rèn)為廣泛的碳源選擇、高效的光合速率和旺盛的生長速率，讓Mychonastes homosphaera成為微藻能源生產(chǎn)的潛力藻種。該研究還發(fā)現(xiàn)，Mychonastes homosphaera基因家族基因間隔以及內(nèi)含子數(shù)目的減少，揭示了藻類進(jìn)化過程中Genome streamlining現(xiàn)象。

　　該研究為藻類基因組學(xué)研究提供豐富的數(shù)據(jù)資源，有助于藻類適應(yīng)和進(jìn)化機制研究，進(jìn)一步闡述超微藻在湖泊系統(tǒng)中扮演的生態(tài)角色。

　　相關(guān)成果以Genome analyses provide insights into the evolution and adaptation of the eukaryotic Picophytoplankton Mychonastes homosphaera為題，發(fā)表在BMC Genomics上。研究工作得到國家自然科學(xué)基金項目資助。基因組信息存儲于NCBI數(shù)據(jù)庫中(BioProject number：PRJNA556117)。