近日，上海交通大学海洋学院、深部生命国际研究中心博士后李佳康以第一作者身份在环境微生物专业权威期刊《Applied and Environmental Microbiology》上发表题为“Strategy for the Adaptation to Stressful Conditions of the Novel Isolated Conditional Piezophilic Strain Halomonas titanicae ANRCS81”的研究论文¹。博士后李佳康为本文第一作者，深部中心张宇研究员为通讯作者，深部中心肖湘教授和海洋学院周朦教授为合作作者。上海交通大学海洋学院为第一单位。

图1. 在高压有氧（e400）、高压无氧（an400）、常压有氧（e1）和常压无氧（an1）四种培养条件下的超氧化物歧化酶活性（A）、培养过程中的pH变化（B）、葡萄糖和N-乙酰胺葡萄糖消耗以及二氧化碳的产生（C）、硝态氮的消耗以及铵态氮的产生（D）。（E）解释H. titanicae ANRCS81“共适应”理论的概念模型。

南大洋深海低温、高压、寡营养，是地球上典型的极端环境。研究南大洋深海微生物在变化环境中生长和代谢响应机制，帮助我们认知极端环境微生物的生存策略，也帮助我们评估气候变化大背景下极地微生物的生态贡献。本研究利用高浓度离散剂培养基从水深1350m的南大洋沉积物中分离了一株条件嗜压细菌Halomonas titanicae ANRCS81，具有极强的环境适应能力，能够在宽泛的静水压力（0.1-55MPa）、盐度（NaCl，0.5-30%，wt/vol）、温度（2-45℃）、离散剂浓度（Mg²⁺，0-0.9mol/L）条件下生长，且可利用O₂、NO₃^-/NO₂^-等电子受体进行能量代谢。基于基因组和转录组学分析，相对于常压，当菌株在40 MPa下培养时，与抗氧化防御、无氧呼吸和发酵相关的基因表达上调，表明高压诱导细胞内氧化应激。在高压条件下，超氧化物歧化酶活性增加，葡萄糖消耗量增加同时CO₂生成量减少，硝酸盐/亚硝酸盐消耗量增加同时氨生成量增加，表明高压调控胞内能量代谢。这一工作为“共适应理论”（在高压与温度、盐度、氧化还原度等多重环境因子作用下，深海生命演化形成了通用策略以应对环境胁迫，其核心是调控能量分配和抗氧化²）提供直接生物学证据。

本研究获得上海交通大学基础研究特区计划和国家自然科学基金的支持。

论文链接：

https://journals.asm.org/doi/10.1128/aem.01304-22

1.Li, J., Xiao, X., Zhou, M. & Zhang, Y. Strategy for the Adaptation to Stressful Conditions of the Novel Isolated Conditional Piezophilic Strain Halomonas titanicae ANRCS81. Appl Environ Microbiol, e0130422 (2023). https://doi.org:10.1128/aem.01304-22

2.Zhang, Y., Li, X., Bartlett, D. H. & Xiao, X. Current developments in marine microbiology: high-pressure biotechnology and the genetic engineering of piezophiles. Current Opinion in Biotechnology 33, 157-164 (2015). https://doi.org:https://doi.org/10.1016/j.copbio.2015.02.013