第九届青年地学论坛

微生物在自然环境中不断遇到环境条件的变化，微生物对环境的适应性取决于细胞的资源分配和生长速度。已有证据表明，同基因型微生物种群内基因表达水平和细胞生长速率的单细胞异质性可能是种群适应新环境条件的对冲策略。然而，微生物在动态环境条件下对有机碳的吸收利用过程和机理依然不清。本研究利用同位素标记和二次离子质谱（SIMS）技术，监测碳底物转换过程中微生物生长的单细胞异质性，揭示微生物单细胞异质性与环境适应性的关联。结果显示，微生物同化代谢和生长速率在单细胞层面存在很大差异，转换碳源前的单细胞生长速率与新碳基底物的生长速率呈负相关，但当生长速率低于特定限值时，该相关性变为正相关，表明较低的生长速率有助于微生物适应新环境，而并且微生物适应性需要维持适当的生长速率。当微生物种群转接到双一碳底物培养基中，我们观测到两种底物共代谢现象，同时细胞对碳代谢情况与旧底物相关，揭示了代谢底物变化时微生物细胞在已有代谢途径中的资源分配对适应新环境的重要性。

碳代谢,单细胞,微生物进化,碳底物,生长速率,环境适应性