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海洋優(yōu)勢固氮類群束毛藻對海洋酸化響應(yīng)研究取得新進(jìn)展

作者:宋檢 時(shí)間:2022-12-08 來源:互聯(lián)網(wǎng)

在“全球變化及應(yīng)對”重點(diǎn)專項(xiàng)的支持下,“海洋生態(tài)系統(tǒng)儲碳過程的多尺度調(diào)控及其對全球變化的響應(yīng)”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在海洋優(yōu)勢固氮類群束毛藻對海洋酸化響應(yīng)研究方面取得新進(jìn)展。

 

該專項(xiàng)中廈門大學(xué)史大林教授團(tuán)隊(duì)分析了束毛藻對海洋酸化響應(yīng)的細(xì)胞生理及分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),并在此基礎(chǔ)上建立了一個(gè)束毛藻“資源*優(yōu)化分配”細(xì)胞模型(圖1)。該模型模擬束毛藻胞內(nèi)鐵和能量如何在無機(jī)碳吸收、光合作用、固氮作用、生命維持、對抗酸化協(xié)迫、鐵儲藏等各主要生理過程之間的*優(yōu)化分配,以*大化其生長速率;并且模擬了海洋酸化對幾個(gè)主要生理過程的調(diào)控,包括CO2濃縮機(jī)制耗能的減少、固氮酶效率的下降、抗酸化脅迫耗能的上升、以及鐵儲藏的減少。模型結(jié)果顯示,海洋酸化對束毛藻的影響主要在于固氮酶效率的下降和抗酸化脅迫能耗上升,二者均會對束毛藻的生長和固氮產(chǎn)生負(fù)效應(yīng),而其中起主導(dǎo)作用的為固氮酶效率的下降。研究進(jìn)一步將細(xì)胞模型拓展到全球海洋,以地球系統(tǒng)模型模擬的RCP 8.5場景下本世紀(jì)海洋pH、CO2濃度和溶解鐵為輸入變量,估算得到全球海洋束毛藻的固氮潛力將在本世紀(jì)內(nèi)平均下降27%,其中尤以鐵匱乏的東南和東北太平洋的下降比例*大(圖2)。

 

該研究指出海洋酸化通過影響固氮,可能會顯著降低海洋碳匯潛能,相關(guān)成果發(fā)表在《Nature Communications》雜志上。

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