光强梯度下太平洋亚历山大藻生长调控中RNA m6A表观修饰的环境感应机制研究

为揭示有害赤潮藻类太平洋亚历山大藻（Alexandrium pacificum）在光强变化环境中的生长调控机制，研究人员通过梯度光强实验（30-400 μmol photons m?2s?1）结合表观转录组学分析，首次发现m6A修饰水平与最大比生长速率（μmax）、光合参数（Fv/Fm、NPQ）及细胞尺寸显著相关，并鉴定出MT-A70、ALKBH等关键修饰因子。该研究为赤潮防控提供了新的表观遗传学视角。

　　

海洋环境中，太平洋亚历山大藻（Alexandrium pacificum）作为产麻痹性毒素的赤潮甲藻，其暴发性增殖会通过食物链威胁人类健康。尽管已知光照是调控藻类生长的关键环境因子，但甲藻独特的弱转录调控特性使其分子机制长期不明。中国海洋大学教育部海洋遗传学与育种重点实验室的研究人员创新性地从表观转录组学角度切入，在《Harmful Algae》发表的研究揭示了RNA m⁶A（N⁶-甲基腺苷）修饰在藻类光响应中的环境感应作用。

研究采用梯度光强培养系统（30-400 μmol photons m^?2s^?1）结合超高效液相色谱（检测m⁶A水平）、流式细胞术（细胞尺寸分析）、脉冲振幅调制荧光仪（光合参数测定）及转录组挖掘技术，系统解析了光强-生长-表观修饰的关联网络。

光强对藻细胞生理特性的影响

实验显示30-300 μmol m^?2s^?1光强梯度显著促进对数期藻细胞生长（μ_max提升42%），400 μmol时出现光抑制。同步观测到细胞尺寸缩小（200 μmol时直径减小18%）和光合效率参数Fv/Fm、NPQ的规律性变化，证实光强通过多维度生理指标调控藻类适应性。

m⁶A修饰的环境响应特征

在促生长光强范围内（≤300 μmol），m⁶A丰度与光强呈显著负相关（r=-0.92），且与μ_max、Fv/Fm等参数存在统计学关联，提示该修饰可能作为"分子光传感器"参与生长调控。

关键修饰因子的鉴定与表达

从转录组中鉴定了甲藻特异的m⁶A调控网络：包括MT-A70家族甲基转移酶（Writer）、ALKBH1/3/5/6/8去甲基化酶（Eraser）及YTH、eIF3等阅读蛋白（Reader）。Western blot显示ALKBH5在300 μmol光强下表达量激增3.2倍，与整体m⁶A水平下降趋势吻合。

这项研究首次建立了甲藻环境表观调控的"光强-m⁶A修饰-生理响应"分子框架，不仅为赤潮暴发的环境预测提供了新型生物标记物（如ALKBH5表达量），更开创性地将表观转录组学引入有害藻华研究领域。后续可通过CRISPR-dCas13等表观编辑技术，靶向调控m⁶A修饰网络以发展新型赤潮防控策略。