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近海硅藻水华及代谢物在磷循环中作用机制获揭示

2023.9.11

原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/9/508249.shtm

近日，中国科学院南海海洋研究所（以下简称南海海洋所）研究员李芊团队联合加拿大纽芬兰纪念大学教授Richard B. Rivkin和美国康涅狄格大学教授林森杰，揭示了大湾区近海硅藻水华及其氧脂类代谢物在磷循环中的作用机制。相关成果发表于《整体环境科学》。

论文第一作者、南海海洋所副研究员吴正超表示，该研究选择了粤港澳大湾区近海，聚焦在珠江羽流影响下的藻华海区，重点关注了硅藻在藻华后期产生的多不饱和醛（PUAs）氧脂类代谢有机物，它们被广泛证实在调节不同浮游生物碳功能类群的相互作用中发挥关键作用，研究了PUAs在磷限制的河口近海颗粒物微生物磷循环中的作用。

研究表明，在藻华区，浮游植物群落以产生PUAs的硅藻为优势种群，合成了高浓度的藻源颗粒结合态PUAs。研究人员进行的原位受控实验发现，低浓度的PUAs对藻华区内和区外的颗粒附着细菌碱性磷酸酶（APase）活性和细菌丰度没有显著影响。然而，高浓度的PUAs导致藻华区外的附着细菌APase活性和丰度显著降低，而藻华区内没有明显变化。这表明藻际环境中的微摩尔量级的藻源PUAs在磷限制的近海硅藻水华区域的细菌磷降解和再矿化中发挥重要作用。

藻际环境下的颗粒附着细菌可以适应硅藻释放的高浓度PUAs，协同地维持高速的有机磷循环速率，支持近海的硅藻水华和净生产力。这些过程导致的额外生物碳积累可能会增加近海二氧化碳吸收和pH值，从而对抗近海酸化和缺氧现象。因此，富含PUAs的硅藻与细菌之间的相互作用可能会影响全球各地河口近海的浮游植物藻华生消和碳封存。

论文通讯作者、南海海洋所研究员李芊表示，其研究揭示了硅藻氧脂类代谢信号化合物在近海颗粒有机磷循环和藻华生消中的作用与调控机制，为大湾区海域生态环境的保护和全球富营养化磷限制近海藻华的管理提供了理论基础。