编辑推荐：
本研究聚焦于海带（Saccharina japonica）适应高温海水的机制，通过基因组测序和转录组分析，揭示了其适应和驯化过程中的关键基因和代谢途径，为应对气候变化提供了科学依据
海带（Saccharina japonica）作为一种重要的海洋经济藻类，在中国沿海地区广泛养殖。然而，随着全球气候变化，海水温度升高对海带的生长和分布产生了显著影响。为了解决这一问题，中国海洋大学的研究人员开展了一项关于海带适应高温海水的基因组学研究，揭示了其适应和驯化的分子机制，为培育耐高温海带品种提供了理论基础。该研究结果发表在国际知名期刊《BMC Genomics》上。
在研究过程中，研究人员首先对来自中国北方和南方养殖区域的海带配子体进行了基因组测序和组装，获得了高质量的染色体水平的基因组。通过比较不同温度条件下海带配子体的转录组数据，研究人员发现海带通过氨基酸转化、糖代谢改变以及增强先天免疫系统等方式适应高温海水环境。此外，研究还揭示了海带性别决定机制及其与耐高温基因的关联，发现雄性配子体在高温适应中表现出更强的代谢能力。
在技术方法方面，研究人员采用了PacBio单分子实时测序技术、Hi-C染色体构象捕获技术和转录组测序技术（RNA-seq），结合基因组关联分析（GWAS），系统解析了海带适应高温的分子机制。样本队列来源于中国北方（辽宁、山东）和南方（福建）的海带养殖区域。
在研究结果方面，研究人员发现海带配子体基因组大小分别为516.3 Mb（雌性）和540.3 Mb（雄性），并鉴定出32条染色体。通过转录组分析，研究人员发现南方海带配子体在高温驯化过程中，其先天免疫系统被激活，代谢途径发生显著变化，包括增强的PEP-丙酮酸-草酰乙酸节点和碘循环，从而消耗能量和还原力以适应高温环境。此外，研究人员还通过GWAS分析确定了海带性别决定区域（SDR），发现其与耐高温基因存在关联，表明性别决定机制可能在海带适应高温过程中发挥重要作用。
在讨论部分，研究人员指出，海带的性别决定机制与耐高温能力的关联可能是一种进化策略，有助于海带在不同环境中的生存和繁衍。此外，研究还强调了海带在生长与防御之间的平衡问题，指出尽管海带可以通过多种代谢途径适应高温，但这种适应可能会影响其生长性能。这一发现为未来海带耐高温品种的培育提供了重要的理论支持，也为应对气候变化对海洋生态系统的影响提供了科学依据。
