铁对链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)生理响应及基因表达的调控机制研究

来自韩国的研究人员针对赤潮优势种链状亚历山大藻(A. catenella)，通过设置1-1000 nM四个铁浓度梯度，探究了铁对藻类生长代谢的影响机制。研究发现1-100 nM范围内铁浓度与生长呈正相关，1000 nM则产生抑制；铁显著提升光合系统II中铁结合蛋白psbE基因表达，并影响石房蛤毒素合成通路，为赤潮藻类铁代谢调控提供了新见解。

　　

铁元素作为海洋藻类生长代谢的关键因子，在甲藻石房蛤毒素(STX)的生物合成途径中扮演重要角色。针对韩国赤潮优势种链状亚历山大藻(A. catenella)的研究显示，在1-100 nM浓度范围内，铁浓度与藻细胞生长呈现显著正相关，但当浓度升至1000 nM时则产生抑制作用。光合作用分析数据揭示，不超过100 nM的铁浓度能显著提升最大相对电子传递率(rETR)，叶绿素a(Chl a)含量变化也呈现相同趋势。

分子机制研究表明，在1-100 nM铁浓度梯度下，光合系统II(PSII)中的铁结合蛋白编码基因psbE表达量显著上调，尤其在100 nM时达到峰值。该发现为理解铁元素调控甲藻光合作用效率提供了分子证据。同时，研究还检测到铁浓度变化会影响石房蛤毒素合成相关基因的表达模式，暗示铁可能通过调控关键酶基因表达来影响毒素生物合成途径。

这项研究系统阐明了铁浓度对链状亚历山大藻生理特性的剂量效应，揭示了铁代谢与藻类生长、光合效率及毒素合成的复杂调控网络，为赤潮发生机制研究和生态防控策略制定提供了重要理论依据。