近日，我院高坤山教授課題組以“Enhancement of diatom growth and phytoplankton productivity with reduced O2 availability is moderated by rising CO2”為題在Communications Biology發表最新研究成果，揭示了水體缺氧對近海浮游植物群落初級生產力有促進作用。
近岸及大洋海域均有缺氧現象（溶氧 < 63 μm），氣候變暖及近岸水域富營養化通過加速顆粒有機物再礦化，導致水體脫氧，并擴大了低氧水體的規模。海洋脫氧與酸化使生物棲息環境惡化，危及眾多需氧生物的生存，低氧與低ph如何影響初級生產過程亟需探討。
課題組結合珠江口航次調查、室外中尺度浮游植物群落及室內硅藻培養實驗，探究了初級生產過程對低氧的響應，并揭示了其影響機制。研究結果揭示了水體缺氧促進近岸浮游植物群落初級生產力，提高硅藻類生長速率及無機碳濃縮與利用效率，抑制其線粒體呼吸及光呼吸，該促進效應在高碳（未來海洋酸化）條件下減弱。浮游植物能夠從低氧環境中獲益并加速對低氧水體的“再加氧”過程（中尺度實驗結果表明缺氧較氧飽和條件下光合速率升高193-250%），顯示低氧環境下浮游植物能夠提升光合放氧，緩解缺氧或低氧對需氧生物的危害。
基于研究結果的概念圖：低氧促進CCMs運轉效率，提升單位細胞/單位葉綠素的光合放氧速率。黑色箭頭表示生化反應方向，紅色箭頭表示升高，藍色箭頭表示下降。
該論文第一作者為課題組博士生孫嘉振，通訊作者為高坤山教授，共同作者包括廈門大學高光、柳欣副教授，王提峰、黃瑞萍、易湘琦、張迪博士，王旭陽、鄧子超碩士，中科院南海所李剛研究員，美國南加州大學David A. Hutchins教授以及澳大利亞莫納什大學John Beardall教授。該研究受國家重點研發計劃項目（2016YFA0601400 ）、國家自然科學基金項目（41720104005, 41890803, 41721005）資助。
論文來源
Sun, JZ. et al. Enhancement of diatom growth and phytoplankton productivity with reduced O2 availability is moderated by rising CO2. Commun Biol 5, 54 (2022).
https://www.nature.com/articles/s42003-022-03006-7
Supplementary information https://static-content.springer.com/esm/art%3A10.1038%2Fs42003-022-03006-7/MediaObjects/42003_2022_3006_MOESM1_ESM.pdf
Blog Post https://ecoevocommunity.nature.com/posts/when-ocean-deoxygenation-meets-phytoplankton
