近日，上海交通大學海洋學院長聘教軌助理教授李倩在國際微生物學權威期刊The ISME Journal發表題為“Broad phylogenetic and functional diversity among mixotrophic consumers of Prochlorococcus”的論文，上海交通大學為第一單比特。該論文與來自夏威夷大學海洋與地球學院的Kyle Edwards教授，Chris Schvarcz博士和Grieg Steward教授共同合作完成。該研究利用特异性富集分離和培養手段，結合Tara Ocean全球生物多樣性基因庫資料分析，首次證實了開闊大洋中廣泛存在能够攝食原綠球藻的混合營養型浮游植物，它們能够貢獻細菌群落水准上近一半的死亡率，填補了該領域的空白。
海洋中的浮游植物貢獻地球上約一半的氧氣和初級生產力。它們利用太陽光進行光合作用和生長，被認為是“海洋中的森林”。然而事實證明，並非所有的浮游植物都只是自養生物。在許多情况下，它們也是貪婪的掠食者，就像海洋中的捕蠅草。但與肉食性陸地植物不同，這些具有雙重功能的浮游植物非常微小，每個都是一個不到人類頭髮寬度十分之一的單細胞，它們利用鞭毛的快速遊動捕食細菌。因為這些浮游植物混合了兩種不同的營養模式——光合作用和捕食，所以它們被稱為混合營養生物（英文是mixotroph，來自mix加上希臘語的食物trophikós）。
文章作者對目標生物進行分離、轉接和培養
論文作者李倩花費數年時間“馴服”這些神秘的海洋微生物，使其在實驗室中生長，並調查它們的攝食習性。她表示，“海洋學家早就知道混合營養模式的存在，但僅在過去的十年中，我們才逐漸意識到它們在海洋生態系統中的普遍性和重要性。由於缺少可培養的模式生物，關於混養藻類的認知很多都是推測，我們不知道它們是誰，在海洋生態系統中做什麼，具有怎樣的生態學意義。”
分離自亞熱帶北太平海區的混合營養型浮游植物。左圖a展示其豐富的物種多樣性，右圖b為拍攝的螢光顯微鏡攝食證據。
原綠球藻是全球海洋中豐度最高的一種光合細菌，搞清楚這些微小生物在食物網中的去向對於瞭解海洋生態系統至關重要。混合營養型浮游植物很有可能是細菌的主要消費者，其中就包括這些原綠球藻，但直到現在還沒有任何有關混養生物攝食原綠球藻的直接證據，且沒有關於它們攝食速率的量化研究。該工作比較了39株浮游植物對原綠球藻的攝食率，量化了其攝食速率隨著食物供應變化的功能響應，徹底填補了這個空白。
該研究認為，開闊大洋中攝食細菌的混合營養型浮游植物廣泛存在。它們很有可能具備超乎想像的物種和功能多樣性，在海洋食物網中消耗著大量的初級生產者，由此介導的細菌－藻類的碳流和能流不容忽視。
李倩，廈門大學博士，阿姆斯特丹大學和夏威夷大學博士後。2021年起任職上海交通大學海洋學院，現時擔任長聘教軌助理教授，博士生導師。主攻研究方向為浮游植物與環境因數的互作關係，混合營養型浮游植物和巨型病毒的生理生態學研究。現時以第一作者在ISMEJ，Limnology and Oceanography，Journal of Plankton Research等領域內知名期刊發表SCI論文7篇。
論文連結：https://www.nature.com/articles/s41396-022-01204-z.pdf