龙须菜（Gracilariopsis lemaneiformis） 是我国重要的经济海藻，用于琼胶提取和鲍鱼饵料，2024年产量达62万余吨。随着大众对绿色和健康越来越重视，从龙须菜中提取的多糖可以用作抗肿瘤辅助剂，抗氧化肽可以抑制衰老，ACE抑制肽可以降血压，应用前景更加广阔。龙须菜原本适宜生长温度为10–23℃，夏季南方海区水温常超30℃，导致栽培期缩短、产量下降。团队经过不断的筛选和培育，在2018年选育出耐高温、生长快、风味好的龙须菜新品系——NB-18，其生长速度较传统品种提升20%左右，生长耐受温度从26度上升到28度，养殖期比南方既有的养殖周期至少延长了半个月到一个月。

近日，该团队在 Algal Research（2024版JCR影响因子4.5，在177本“生物技术与应用微生物学”刊物中排名36位；2025版中科院期刊分区表“生物学”大类为Q2区；在2024版爱思唯尔CiteScore“农业与生物科学”大类下414本“农学与作物科学”刊物中排名34位） 发表论文，从生理、生化和转录组水平系统揭示了NB-18耐热性的分子基础。研究发现，与常规栽培种981相比，NB-18在高温（33℃）下表现出更高的相对生长率、更轻的形态损伤、稳定的光合性能（Fv/Fm和Fv'/Fm'几乎不变）、更高的可溶性糖和蛋白积累以及更少的脂质降解。转录组分析显示，NB-18激活了协调的耐热程序：psbA（D1蛋白修复）上调、HSP70/HSP90（蛋白折叠与ROS控制）高表达、PFK和SCS（能量代谢）上调、FAB2（脂肪酸去饱和）增强。这些反应共同稳定了光系统II、维持了细胞氧化还原平衡和膜流动性。相比之下，981品系表现为反应性、高能耗的应激响应，光合损伤严重。该研究揭示了龙须菜耐热新品种NB-18的分子基础：增强的PSII修复（psbA）、预启动的HSP70/HSP90、优化的碳代谢和脂质重塑协同作用，使其在高温下保持光合活性和细胞稳态。候选基因psbA、HSP90、FAB2可为耐热分子标记辅助育种提供靶点。该研究为龙须菜抗逆育种和南方夏季养殖提供了重要理论依据。

图1 – 高温下龙须菜生长与表型
图1A展示RGR变化，图1B展示藻体形态对比，直观体现NB-18的耐热优势。

图2 – 光合色素含量与叶绿素荧光参数
图2展示了PC、PE、Chl a、Car及Fv/Fm、Fv'/Fm'的变化，是耐热性评价的核心指标。

图3 – 生化与代谢调控
图3A-D展示蛋白、酶、可溶性糖；图3E-F为碳水化合物和脂肪酸热图，是代谢重塑的直接证据。

图4 – 光合作用通路基因表达热图
图4展示了PSII、PSI、藻胆蛋白、电子传递、ATP合酶等基因的log2FC，是光合稳定性的分子证据。

图5 – 戊糖磷酸途径、抗氧化与HSP基因表达
图5展示了PPP、抗氧化酶和HSP家族的表达模式，揭示NB-18的预适应机制。

图6 – 糖酵解与TCA循环基因表达
图6展示了两品系在碳代谢途径上的差异，支撑NB-18能量供应更充足。

图7 – 脂肪酸生物合成通路基因表达
图7展示了脂肪酸合成和去饱和基因的表达差异，是膜稳定性维持的关键。

文献信息：Siqi Sun, Meng Zhang, Dan Gu, et al. Coordinated photosynthetic, metabolic, and lipid remodeling underpins heat tolerance in the novel cultivar of Gracilariopsis lemaneiformis. Algal Research, 2026, 96: 104701.

通讯作者：徐年军

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.algal.2026.104701