微进化是生命适应性进化的起点，通常始于对环境变化的应激反应，最终导致可稳定遗传的突变。然而，在高温等极端环境下，微进化过程如何发生一直悬而未决。这一问题的解答对生命起源研究、极端生物资源挖掘及工业微生物驯化具有重要意义。

部分嗜热菌具有耐高温、高效降解纤维素、共利用五碳糖和六碳糖等特性，在整合生物加工技术（Consolidated BioProcessing, CBP）等纤维素燃料技术路线中具有重要应用价值。然而，嗜热菌对培养体系中的溶剂（如乙醇、丁醇等燃料分子）较为敏感，限制了其在生物产业中的广泛应用。虽然通过外源溶剂中的连续传代可提高菌株的溶剂耐受性，但其溶剂产量会下降。解决这一难题，需要深入理解高温下微进化的过程机制，尤其是细胞应激反应与适应性进化的关联机理。

近日，中国科学院青岛生物能源与过程研究所功能基因组团队博士研究生林璐、助理研究员籍月彤等以嗜热厌氧杆菌（Thermoanaerobacter）为模式物种，通过长期监控外源乙醇压力下基因组和转录组的微进化进程，揭示了高温下细胞应激反应机制与适应性进化机制之间的相互关联。同时，通过与常温菌的比较，该研究首次提出了高温下细菌微进化的遗传与生理特性。基于这些新发现，研究团队进一步通过过表达特定的乙醇脱氢酶（Teth5140145）或RNA聚合酶调控亚基（sigma-24，Teth5141847），证明了一种能够同时改进嗜热菌乙醇产量和乙醇耐受性的基因工程策略。

该研究成果已在线发表于《Biotechnology for Biofuels》。研究由功能基因组团队负责人徐健研究员主持，联合美国俄克拉荷马大学周集中教授团队和青岛能源所崔球研究员团队共同完成。