X; Chen, C; Gao, Y; Mock, T and Liang, J. Resting cell formation in the marine diatom Thalassiosira pseudonana. New Phytologist. 2024, 243(4): 1347-1360.

硅藻作为海洋生态系统中的关键光合自养生物，通过光合作用迅速生长，对全球碳循环和海洋生态平衡发挥着重要作用。然而，硅藻在其生命周期中常面临低温黑暗等不利环境，如硅藻赤潮后期或遭遇环境胁迫时，它们会被迫沉入无光且低温的海洋深处或沉积物中。令人惊奇的是，部分沉积物中的硅藻能够长期存活，甚至在多年后环境条件恢复适宜时重新生长。这一现象与硅藻形成休眠细胞的能力密切相关，但关于硅藻如何调控细胞进入休眠状态的具体机制，科学界一直缺乏深入的理解。因此，揭示硅藻休眠细胞的形成机制对于理解硅藻的生态适应性和生态竞争优势具有重要意义。

研究揭示了海洋硅藻——假微型海链藻（Thalassiosira pseudonana）休眠细胞形成过程中的一系列重要发现。研究详细阐述了休眠细胞形成过程中多种生理生化指标的改变，并首次确认细胞质酸化和叶绿体结构变化是休眠细胞形成的关键特征。这种细胞质酸化不仅增加了细胞质和叶绿体的粘度，还显著降低了细胞的代谢速率。同时，研究还发现休眠细胞的形成是一个需要能量支撑的过程，通过抑制合成代谢和激活分解代谢来实现。此外，研究还提出，寒冷和黑暗环境导致的能量大量消耗和代谢调整是引发细胞内酸化的重要原因，进而促使硅藻细胞进入休眠状态。

该研究为硅藻休眠细胞的形成机制提供了新的视角和深入理解。首次确认细胞质酸化和叶绿体结构变化作为休眠细胞的重要特征，并阐述了这一过程中多种生理生化指标的改变。同时，研究还揭示了休眠细胞形成所需的能量支撑机制，以及寒冷和黑暗环境对硅藻细胞内能量消耗和代谢调整的影响。这些发现不仅填补了硅藻休眠细胞形成机制研究的空白，还有助于深入理解硅藻如何适应深海或沉积物等不利环境，以及其在海洋生态系统中的生态竞争优势。

该研究于2024年2月25日发表在New Phytologist期刊上，博士生王广宁、黄璐，已毕业硕士生庄姗姗、韩芳为共同第一作者，厦门大学梁君荣教授及东英吉利大学Thomas Mock教授为共同通讯作者。

休眠细胞胞内变酸（a）、细胞质（b）和叶绿体（c）粘度增加

硅藻休眠细胞形成模式图