中国科学院水生生物研究所徐旭东研究团队从南极分离到小球藻NJ-7，其18S rRNA序列与来自温带的小球藻UTEX259完全相同，核和细胞器基因组结构也支持为同一种。两藻株在20oC的生长相似，但只有NJ-7能够在4oC生长，并且NJ-7比UTEX259的抗冻力（-20oC）大幅提高。化石标定分析绿藻演化时间显示，NJ-7和UTEX259的分离时间在2.6百万年左右，远晚于南极大陆与南美分离时间。通过对基因组、转录组和定量蛋白组的系统深入分析，发现南极小球藻的适应性进化主要是基于LEA蛋白（图1）和各类酶水平（见图2举例）的提高，以及某些酶的正向选择。LEA蛋白的积累使其在冰冻条件下保持存活，而系统地提升关键酶的含量则直接导致酶活性增加（比活性基本不变），使初到南极的小球藻在接近0 oC条件下保持代谢活性并获得生长能力。意外的是，这些在南极藻株含量提高的酶和蛋白大多数并不是受低温诱导表达的。 

该研究首次揭示了微藻在南极环境下的早期适应机制，初步解答了在酶完成寒冷适应之前细胞如何保持较高酶活力这一问题，对于微生物、低等动植物如何适应南极环境有重要参考价值。此外，这一研究提供了非常罕见的分离时间以百万年计的种内演化例证，也是嗜温微生物转移至南极并适应寒冷环境的第一个实例研究。 

该项持续10余年的研究先后得到中国科学院知识创新工程重要方向项目、湖北省创新群体项目以及淡水生态和生物技术国家重点实验室的支持，研究结果近期在线发表于进化生物学领域的国际著名期刊Molecular Biology and Evolution（见以下论文链接）。中国科学院水生生物研究所王雅丽博士为该论文第一作者，中国海洋湖沼学会藻类学分会理事长、中国科学院水生生物研究所徐旭东研究员为通讯联系人。合作单位和人员有华中科技大学郭安源教授、中国科学院青岛生物能源与过程研究所徐健研究员等人。 

新闻来源：中国科学院水生生物研究所