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近海硅藻水華及代謝物在磷循環(huán)中作用機(jī)制獲揭示
近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所（以下簡(jiǎn)稱南海海洋所）研究員李芊團(tuán)隊(duì)聯(lián)合加拿大紐芬蘭紀(jì)念大學(xué)教授Richard B. Rivkin和美國(guó)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(jī)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(diǎn)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(jī)物，它們被廣泛證實(shí)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(shì)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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，低濃度的PUAs對(duì)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(méi)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(méi)有明顯變化。這表明藻際環(huán)境中的微摩爾量級(jí)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(jī)磷循環(huán)速率，支持近海的硅藻水華和凈生產(chǎn)力。這些過(guò)程導(dǎo)致的額外生物碳積累可能會(huì)增加近海二氧化碳吸收和pH值，從而對(duì)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(huì)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(hào)化合物在近海顆粒有機(jī)磷循環(huán)和藻華生消中的作用與調(diào)控機(jī)制，為大灣區(qū)海域生態(tài)環(huán)境的保護(hù)和全球富營(yíng)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(yíng)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(hào)代謝物在藻華動(dòng)態(tài)和近海碳匯中的潛在功能。研究團(tuán)隊(duì) 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(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào) 發(fā)布時(shí)間：2023/9/11 10:09:27
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