近日，我院高坤山教授课题组以“Enhancement of diatom growth and phytoplankton productivity with reduced O2 availability is moderated by rising CO2”为题在Communications Biology发表最新研究成果，揭示了水体缺氧对近海浮游植物群落初级生产力有促进作用。
近岸及大洋海域均有缺氧现象（溶氧 < 63 μm），气候变暖及近岸水域富营养化通过加速颗粒有机物再矿化，导致水体脱氧，并扩大了低氧水体的规模。海洋脱氧与酸化使生物栖息环境恶化，危及众多需氧生物的生存，低氧与低ph如何影响初级生产过程亟需探讨。
课题组结合珠江口航次调查、室外中尺度浮游植物群落及室内硅藻培养实验，探究了初级生产过程对低氧的响应，并揭示了其影响机制。研究结果揭示了水体缺氧促进近岸浮游植物群落初级生产力，提高硅藻类生长速率及无机碳浓缩与利用效率，抑制其线粒体呼吸及光呼吸，该促进效应在高碳（未来海洋酸化）条件下减弱。浮游植物能够从低氧环境中获益并加速对低氧水体的“再加氧”过程（中尺度实验结果表明缺氧较氧饱和条件下光合速率升高193-250%），显示低氧环境下浮游植物能够提升光合放氧，缓解缺氧或低氧对需氧生物的危害。
基于研究结果的概念图：低氧促进CCMs运转效率，提升单位细胞/单位叶绿素的光合放氧速率。黑色箭头表示生化反应方向，红色箭头表示升高，蓝色箭头表示下降。
该论文第一作者为课题组博士生孙嘉振，通讯作者为高坤山教授，共同作者包括我校高光、柳欣副教授，王提峰、黄瑞萍、易湘琦、张迪博士，王旭阳、邓子超硕士，中科院南海所李刚研究员，美国南加州大学David A. Hutchins教授以及澳大利亚莫纳什大学John Beardall教授。该研究受国家重点研发计划项目（2016YFA0601400 ）、国家自然科学基金项目（41720104005, 41890803, 41721005）资助。
论文来源
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
