藻胆体（PBS）是蓝藻等光合生物中的主要光收集装置，其降解能为细胞提供大量氮源，供给细胞生长与代谢。在受到氮限制时，蓝藻会降解藻胆体，导致细胞失绿黄化，但氮限制是不是诱导蓝藻降解藻胆体的充分条件尚不清楚，碳/氮平衡与蓝藻藻胆体降解之间的互作与反馈调控机制仍未被揭示。

近日，宁波大学海洋学院姜海波教授课题组研究发现，海洋蓝藻——聚球藻PCC 7002在受到氮限制时，通过降解藻胆体为细胞提供氮源，但藻胆体的降解必需有外界碳源的补充才会发生。当隔绝外界碳源进入时，藻胆体不会发生降解（图1）。只有当细胞摄入过多的碳、较少的氮时，聚球藻才会启动藻胆体降解相关基因（nblA、nblB等）的表达并降解藻胆体，维持胞内具有活性的碳和氮的浓度平衡。失去藻胆体降解能力的聚球藻突变株维持胞内碳/氮平衡的能力下降，导致突变株在高碳/氮比条件下的生长较野生型显著受阻（图2）。转录组结果发现，与野生型相比，突变株在高碳/氮比条件下无法通过降解藻胆体调控碳/氮平衡，转而采用下调氮利用途径和二氧化碳浓缩机制（CCM）来应对，因此表现为细胞不失绿、但生长和光合作用受抑制的生理表型（图3）。

该研究首次证明触发蓝藻降解藻胆体的充分条件是碳/氮失衡，而不仅仅是缺氮，同时证明了藻胆体不仅是蓝藻的捕光天线和重要氮库，更是蓝藻调节碳/氮平衡的重要砝码，在应对环境碳/氮变化时发挥重要作用。相关成果以“Physiological and molecular evidence for phycobilisome degradation in maintaining carbon and nitrogen balance of cyanobacteria（藻胆体降解维持蓝藻碳氮平衡的生理和分子证据）”为题发表在海洋生物学领域权威期刊《Marine Life Science & Technology》（中科院一区Top期刊）。宁波大学海洋学院硕士研究生罗震和李双青为该论文的共同第一作者，姜海波教授为通讯作者。该研究受到国家自然科学基金、宁波市科技创新2025重大专项、宁波市公益基金重点项目、南方海洋科学与工程广东省实验室自主项目等经费资助。

图1 缺氮的聚球藻PCC 7002在不同碳源供应条件下的生理差异。

（其中A、B图为摇床通气条件；C、D图为密闭不通气；E、F图为密闭不通气但添加NaHCO₃）。

图2 聚球藻PCC 7002野生型和突变株（Mut-nblA、Mut-nblB）在不同碳、氮浓度条件下的生理特征。

图3 蓝藻降解藻胆体以维持碳/氮平衡的工作模式（上图为野生型；下图为NblA突变株）。