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近海硅藻水華及代謝物在磷循環(huán)中作用機制獲揭示
近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所（以下簡稱南海海洋所）研究員李芊團(tuán)隊聯(lián)合加拿大紐芬蘭紀(jì)念大學(xué)教授Richard B. Rivkin和美國康涅狄格大學(xué)教授林森杰，揭示了大灣區(qū)近海硅藻水華及其氧脂類代謝物在磷循環(huán)中的作用機制。相關(guān)成果發(fā)表于《整體環(huán)境科學(xué)》。
論文第一作者、南海海洋所副研究員吳正超表示，該研究選擇了粵港澳大灣區(qū)近海，聚焦在珠江羽流影響下的藻華海區(qū)，重點關(guān)注了硅藻在藻華后期產(chǎn)生的多不飽和醛（PUAs）氧脂類代謝有機物，它們被廣泛證實在調(diào)節(jié)不同浮游生物碳功能類群的相互作用中發(fā)揮關(guān)鍵作用，研究了PUAs在磷限制的河口近海顆粒物微生物磷循環(huán)中的作用。
研究表明，在藻華區(qū)，浮游植物群落以產(chǎn)生PUAs的硅藻為優(yōu)勢種群，合成了高濃度的藻源顆粒結(jié)合態(tài)PUAs。研究人員進(jìn)行的原位受控實驗發(fā)現(xiàn)，低濃度的PUAs對藻華區(qū)內(nèi)和區(qū)外的顆粒附著細(xì)菌堿性磷酸酶（APase）活性和細(xì)菌豐度沒有顯著影響。然而，高濃度的PUAs導(dǎo)致藻華區(qū)外的附著細(xì)菌APase活性和豐度顯著降低，而藻華區(qū)內(nèi)沒有明顯變化。這表明藻際環(huán)境中的微摩爾量級的藻源PUAs在磷限制的近海硅藻水華區(qū)域的細(xì)菌磷降解和再礦化中發(fā)揮重要作用。
藻際環(huán)境下的顆粒附著細(xì)菌可以適應(yīng)硅藻釋放的高濃度PUAs，協(xié)同地維持高速的有機磷循環(huán)速率，支持近海的硅藻水華和凈生產(chǎn)力。這些過程導(dǎo)致的額外生物碳積累可能會增加近海二氧化碳吸收和pH值，從而對抗近海酸化和缺氧現(xiàn)象。因此，富含PUAs的硅藻與細(xì)菌之間的相互作用可能會影響全球各地河口近海的浮游植物藻華生消和碳封存。
論文通訊作者、南海海洋所研究員李芊表示，其研究揭示了硅藻氧脂類代謝信號化合物在近海顆粒有機磷循環(huán)和藻華生消中的作用與調(diào)控機制，為大灣區(qū)海域生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和全球富營養(yǎng)化磷限制近海藻華的管理提供了理論基礎(chǔ)。
全球影響與應(yīng)用——富營養(yǎng)化河口近海的磷限制硅藻水華以及與之相關(guān)的藻源PUAs類信號代謝物在藻華動態(tài)和近海碳匯中的潛在功能。研究團(tuán)隊 供圖
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.166518
作者：朱漢斌 付恬 來源：中國科學(xué)報 發(fā)布時間：2023/9/11 10:09:27
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