6 研究展望

近年來(lái)微微型藍(lán)細(xì)菌分子生態(tài)學(xué)借助于分析和測(cè)定技術(shù)的發(fā)展, 在系統(tǒng)發(fā)育、生態(tài)分布和適應(yīng)機(jī)制方面的研究取得階段性成果, 從分子水平解答了其從生理到進(jìn)化方面的諸多科學(xué)問(wèn)題, 未來(lái)研究的主體內(nèi)容集中在以下3個(gè)方面：

(1)微微型藍(lán)細(xì)菌基因組數(shù)據(jù)庫(kù)的擴(kuò)充、積累和挖掘：全基因組和元基因組信息是分子生物學(xué)研究的基礎(chǔ), 通過(guò)稀釋培養(yǎng)法、單細(xì)胞基因組測(cè)序法能夠提供微微型藍(lán)細(xì)菌準(zhǔn)確的全基因組信息, 以此為參考序列對(duì)環(huán)境樣品的宏基因組信息進(jìn)行解讀, 可以剔除嵌合及冗余序列的干擾, 進(jìn)而準(zhǔn)確解析基因和基因組在遺傳、調(diào)控和表達(dá)上傳遞的信息。

(2)微微型藍(lán)細(xì)菌對(duì)環(huán)境條件的適應(yīng)機(jī)制：適應(yīng)機(jī)制一方面體現(xiàn)在不同類群對(duì)生態(tài)位的選擇上, 包括典型和特殊海洋環(huán)境中微微型藍(lán)細(xì)菌的種群結(jié)構(gòu)特征及相應(yīng)環(huán)境因子產(chǎn)生的影響; 另一方面體現(xiàn)在環(huán)境壓力的變化對(duì)微微型藍(lán)細(xì)菌基因型和表型產(chǎn)生的影響, 包括功能蛋白的表達(dá)和調(diào)控, 以及由此形成的生態(tài)功能的變化。通過(guò)對(duì)上述內(nèi)容的研究, 能夠?qū)ξ⑽⑿退{(lán)細(xì)菌的生態(tài)分布形成規(guī)律性認(rèn)知, 從分子水平上探討其對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)策略。

(3)微微型藍(lán)細(xì)菌生態(tài)功能模塊的精細(xì)化模擬和嵌入：將微微型藍(lán)細(xì)菌的規(guī)律性認(rèn)識(shí)應(yīng)用于數(shù)值模擬, 實(shí)現(xiàn)對(duì)其分布、變化和功能的精細(xì)化模擬和預(yù)測(cè), 有助于探索其對(duì)全球海洋中的生態(tài)貢獻(xiàn)。以此為基礎(chǔ)功能模塊在生態(tài)系統(tǒng)模型中實(shí)現(xiàn)嵌入, 可以更有效地研究海洋在全球物質(zhì)和能量循環(huán)中的作用, 也有助于預(yù)測(cè)全球變化及人類活動(dòng)對(duì)種群的影響為海洋環(huán)境開(kāi)發(fā)和保護(hù)提供依據(jù)。

在基因、基因組等生物信息學(xué)基礎(chǔ)上, 結(jié)合宏觀上的環(huán)境參數(shù)和同位素標(biāo)記的生態(tài)功能參數(shù)、微觀上的細(xì)胞生理生化和蛋白結(jié)構(gòu)指標(biāo), 開(kāi)展微微型藍(lán)細(xì)菌的分子生態(tài)學(xué)研究, 有助于認(rèn)識(shí)生物多樣性的本質(zhì), 理解生物與環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)的相互作用和反饋機(jī)制, 為更好的探索和利用海洋資源提供必要的科學(xué)支持。