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    幻燈片新聞

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    黃海水產(chǎn)研究所海洋硅藻砷代謝演變趨勢(shì)與機(jī)制研究取得重要進(jìn)展

    日期:2021-01-19 10:06    作者:    來(lái)源:生態(tài)室     打印    加大 減小

    1月15日,中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所葉乃好團(tuán)隊(duì)在Nature旗下期刊The ISME Journal在線發(fā)表了題為“Acclimation and adaptation to elevatedpCO2increase arsenic resilience in marine diatoms”的研究論文,發(fā)現(xiàn)大氣中CO2升高引起的海水酸化顯著降低了硅藻砷富集和食物網(wǎng)傳遞能力,解析了酸化條件下硅藻砷應(yīng)答和解毒分子機(jī)制。

    浮游植物是海洋初級(jí)生產(chǎn)力的重要貢獻(xiàn)者,也是元素生物地球化學(xué)循環(huán)不可或缺的承載者。硅藻約占海洋初級(jí)生產(chǎn)力的40%,元素富集特征明顯,其應(yīng)對(duì)CO2水平升高的代謝變化勢(shì)必對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)元素生物地球化學(xué)循環(huán)產(chǎn)生重要影響(eg. Zhanget al., Journal of Hazardous Materials, 2020)。

    團(tuán)隊(duì)采用多學(xué)科交叉技術(shù)手段,從不同時(shí)空角度探究了三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)、假微型海鏈藻(Thalassiosira pseudonana)和牟氏角毛藻(Chaetoceros mulleri)三種典型浮游硅藻對(duì)砷的耐受能力和代謝調(diào)控機(jī)制。結(jié)果顯示,海水酸化條件下硅藻砷累積效率顯著降低,在食物鏈中對(duì)砷的傳遞作用亦顯著下降;酸化加快了細(xì)胞內(nèi)砷的隔離和外排進(jìn)程,從而增強(qiáng)了硅藻對(duì)砷的耐受性。研究成果為系統(tǒng)認(rèn)知?dú)夂蜃兓潞Q笊锷榇x機(jī)制奠定基礎(chǔ),也為評(píng)估未來(lái)海洋生態(tài)系統(tǒng)砷生物地球化學(xué)循環(huán)的演變趨勢(shì)與生態(tài)效應(yīng)提供理論依據(jù)。

    黃海水產(chǎn)研究所徐東副研究員為論文第一作者,葉乃好研究員為通訊作者。德國(guó)漢堡大學(xué)Charlotte-Elisa Schaum教授,山東省海洋資源與環(huán)境研究院李斌和陳亞楠博士,魯東大學(xué)佟善英博士,美國(guó)南加州大學(xué)Fei-Xue Fu和 David A. Hutchins教授,以及團(tuán)隊(duì)其他成員參與了該項(xiàng)工作。該研究獲得了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、萬(wàn)人計(jì)劃和山東省泰山學(xué)者特聘專家等項(xiàng)目的資助。

    論文鏈接:

    1.https://www.nature.com/articles/s41396-020-00873-y

    2.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S030438942030738X

    圖1. 海洋砷元素生物地化循環(huán)示意圖

    圖2. 海水酸化和砷脅迫對(duì)硅藻碳利用效率的影響

    圖3. 長(zhǎng)期酸化條件下硅藻無(wú)機(jī)砷代謝調(diào)控機(jī)制

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