2023年5月11日，应兰州大学泛第三极环境中心邀请，中国极地研究中心的廖丽研究员开展了题为“极地微生物环境应答与适应机制”的专题讲座，讲座由刘勇勤教授主持。讲座采用线上线下结合的方式进行。

廖丽研究员首先对极地的环境特征及其研究意义进行了详细介绍。南极作为“寒极”、“旱极”、“风极”以及冰库，具有重要的研究意义。首先，极地是地球上典型的极端环境，是探索生命生存边界、研究极端环境适应与进化的“天然实验室”；其次，其生物资源丰富，战略意义重大；再次，极地被认为具有类外星环境，是探索地外生命的绝佳模拟；最重要的是极地是气候变化的“哨兵”，而极地中的微生物正是极地生物地球化学循环的驱动者，串联多圈层相互作用。

随后，廖丽研究员分别从群体、蛋白和sRNA水平介绍了极地微生物和环境的相互作用。首先，通过采集南极西南极的企鹅岛的土壤，开展升温微宇宙实验，探究了全球变化对长期适应低温的微生物群体的影响。结果表明，南极土壤中微生物物种多样且新颖性高，可能存在互惠、自养体系。升温实验结果表明，温度升高，在较短的时间内种群结构和功能基因变化较大，同时还会影响MAGs的丰度变化，进一步影响其生态功能。并且可能促进甲烷等温室气体排放，淘汰温度敏感型嗜冷菌株。

紧接着，廖丽研究员以抗冻蛋白为例，介绍了极地微生物如何适应极地寒冷环境。抗冻蛋白作为“天然控冰分子”，通过吸附在冰晶表面，抑制冰晶生长，帮助微生物免受冰晶损伤。前人的研究发现了一种有趣的现象，即抗冻蛋白同时吸附冰面和藻类的特殊生存策略。廖丽研究员团队也发现了功能一致的蛋白，但是序列较短，活性相对较低。因此廖丽研究员做出假设：序列越长，冰结合面越大，活性越大，延长MaAFP的序列可以提升抗冻活性。但实际上，通过延长序列实验发现，序列越长，并不代表所有抗冻活性均好，甚至出现相反的结果。这可能是因为多种抗冻活性可能不存在线性相关，不同活性取决的因素不同；且序列和结构的细微差别，可能影响与冰面的结合势能，导致活性表现不同。

最后，廖丽研究员介绍了极地细菌sRNA发掘与调控和机制。sRNA（small RNA）是生命活动重要的调控因子，在基因表达调控、个体发育、代谢等生理过程中起着重要的作用。廖丽研究员在极地微生物中发现了一种全新的sRNA——pf1，并通过敲除实验验证pf1对菌株生理生长的影响。结果表明，pf1会影响细菌代谢碳机制；还会影响细菌在低温下的运动性能，使其更快移动到生态位；同时也会提升T6SS的表达，提升竞争力。因此，pf1起到了全局调控的作用，pf1的缺失会显著影响菌株的生长生存能力。

在本次讲座中，廖丽研究员的精彩报告激发了老师和同学们的强烈兴趣，线上和线下的老师和同学们针对报告中提到的实验假设、实验细节以及如何发掘抗冻蛋白和sRNA等提出了很多问题，廖丽研究员给予了细致且专业的解答，为老师和同学们增加了知识，拓宽了思路。