45、海洋蓝细菌噬菌体的昼夜和季节节律

海洋蓝细菌噬菌体的昼夜和季节节律

1. 海洋蓝细菌的季节性变化

海洋中的聚球藻（Synechococcus）和原绿球藻（Prochlorococcus）呈现出季节性变化，且在真光层上部更为明显。
- 夏季情况 ：夏季水体分层时，原绿球藻是优势光合类群，在深层叶绿素最大值（DCM）处达到峰值，而聚球藻没有秋季峰值。
- 不同海域情况 ：
- 在圣佩德罗海洋时间序列（SPOT）中，聚球藻全年存在，在上升流和生产力增加后数量增多，且两者在夏季数量都会达到峰值，该海域表层的季节性信号比光层较深区域更强。
- 在夏威夷海洋时间序列（HOT）中，原绿球藻全年数量丰富，年变化较弱。
- 季节性进化 ：聚球藻在南加州、切萨皮克湾和美国东北部的沿海样本中会发生季节性进化。

2. 海洋蓝细菌分子时钟的基因组学

淡水聚球藻中研究充分的分子时钟系统已成为蓝细菌生物钟的模型系统。这个由KaiA、KaiB和KaiC三个基因组成的蛋白质振荡器，调控着包括基因表达和细胞周期在内的众多细胞过程。
- 分子时钟的作用 ：分子时钟被认为能为海洋中的原绿球藻和聚球藻带来适应性益处，但在低纬度地区这种益处较弱。
- 核心基因KaiC ：KaiC是该系统的核心，会进行内在的昼夜（约24小时）磷酸化循环，并受KaiA和KaiB调控。环境输入并非直接通过光感受器，而是通过感知细胞的氧化还原状态，这与光合作用活动有关。
- 不同蓝细菌的差异