温度升高与尿素富集条件下有害藻华甲藻钝形原甲藻(Prorocentrum obtusidens)的生理与转录组响应机制

本研究揭示了有害藻华甲藻钝形原甲藻(Prorocentrum obtusidens)在温度升高(22→26°C)与不同氮源(硝酸盐/尿素)下的适应性策略。通过32天实验发现，升温普遍促进藻细胞生长(尿素组增幅达1.16倍)，并显著改变碳氮代谢：硝酸盐组提升核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RubisCO)活性和颗粒有机碳(POC)，尿素组则增强碳酸酐酶(CA)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性。转录组分析显示升温激活光合相关基因，但尿素组能量代谢下调。该研究为预测未来海洋暖化与富营养化叠加情境下甲藻水华爆发提供了关键机制依据。

　　

Highlight

升温条件下钝形原甲藻的氮源特异性响应

Effects of elevated temperature on P. obtusidens under different N conditions

我们的研究显示，温度升高显著促进钝形原甲藻在所有氮条件下的生长（升温组生长速率提升1.11-1.16倍），这与前人研究结果一致。特别值得注意的是，尿素培养的细胞对升温表现出更强烈的响应（增幅略高于硝酸盐组1.16 vs 1.11倍），暗示在尿素富集环境中该藻种可能具有更强的竞争优势。

碳氮比(C:N)作为关键的代谢平衡指标，在升温条件下呈现显著变化：硝酸盐组的颗粒有机碳(POC)含量和C:N比显著升高，同时伴随着核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RubisCO)和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(PEPCK)活性的增强；而低尿素组则表现出碳酸酐酶(CA)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性上调的特征代谢模式。这些差异表明，不同氮源条件下藻细胞采用了截然不同的温度适应策略。

Conclusions and future directions

随着人类活动导致海洋尿素含量上升和海水温度持续增高，我们的研究表明钝形原甲藻在尿素富集的温暖水域中可能更具竞争优势。温度升高使尿素培养细胞的生长增幅略高于硝酸盐组，暗示在未来海洋暖化与富营养化叠加的背景下，该藻种引发有害藻华的风险可能加剧。这些发现为预测气候变化背景下甲藻水华的生态演替提供了重要科学依据。