极地研究

作者：刘会军,曾胤新,陆志波,俞勇

单位：1.同济大学环境科学与工程学院, 上海200092; 2.自然资源部中国极地研究中心, 上海200136

关键词：荧光定量PCR技术,北极王湾,dmdA基因,dddP基因

基金：国家自然科学基金(41476171)资助

作为海洋中最丰富的有机含硫化合物之一, 二甲基巯基丙酸内盐(DMSP)不仅在浮游植物细胞内具有重要的生理生化及生态功能, 同时也是海洋微生物的重要营养物, 其分解产物二甲基硫(DMS)还是海洋中最重要的还原态挥发性生源有机硫化物, 因此DMSP的代谢在全球硫循环中扮演着重要角色。细菌可通过脱甲基与裂解这两条途径降解海水中的DMSP, 从而决定硫元素是以含硫蛋白形式进入微生物食物网还是以DMS形式进入大气。截至目前, 在高纬度北极海域开展的有关细菌降解DMSP的相关研究报道很少。本文采用荧光定量PCR技术, 首次对北极王湾夏季(2015及2016年)海水中涉及细菌降解DMSP的两条主要代谢途径中的脱甲基酶基因dmdA及裂解酶基因dddP的丰度及分布进行了检测。结果显示, 2015—2016年海水中DMSP降解酶基因(dmdA、dddP)与细菌16S rRNA基因的丰度比值的平均值分别为0.25%±0.31%、0.32%±0.58%。2015年水样中, 除K5站位的dddP基因之外, 表层水中dmdA及dddP的丰度相对值从湾口至湾内均呈递增趋势。但2016年的结果却显示出很大差异: 湾口附近dmdA基因丰度相对值总体高于湾内; 表层水中的dddP基因丰度相对值变化趋势不明显, 而深层水中dddP基因丰度相对值从湾口到湾内总体呈递减趋势。本次研究的结果初步表明, 含有DMSP降解基因的浮游细菌在王湾夏季水体中丰度很低, 而且参与不同代谢途径的DMSP降解菌在海水中的时空分布存在很大变化。对于王湾水域中细菌参与DMSP分解代谢及其在当地硫元素循环中的生态地位的进一步认识, 尚待后续研究工作的深入开展。

来源：2020年第1期

《极地研究》期刊编辑部

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