缺氧/低氧环境下微生物介导转化的有机质分子特征

海洋溶解有机质(DOM)是地球上最大的碳储存库之一,微生物的代谢活动是塑造海洋DOM库的重要过程.目前,微生物与DOM互作的研究主要集中在有氧环境,而对低/缺氧条件下微生物介导转化的DOM分子特征研究较少.在水体富营养化加剧和全球变暖的背景下,海洋近岸水体缺氧现象频发.为探究低氧条件下微生物群落响应及其介导转化DOM分子特征的变化,本研究通过受控培养实验(分别以天然海水和人工海水为本底添加海带多糖),对比不同溶解氧浓度(7、5和2mgL-1)和不同底物条件下微生物介导的DOM转化过程,并利用光谱学分析和超高分辨率质谱FT-ICR MS探究不同实验组的DOM组分变化.结果表明,在原位海水添加海带多糖的培养体系中低氧浓度(≤2mg L-1)下微生物代谢活性降低,群落演替相对滞后,严格需氧的细菌类群如类假单胞菌科和鞘氨醇单胞菌科的生长被抑制,总有机碳(TOC)的利用速率在第4到32天降低了36.9-46.7％,类酪氨酸和类色氨酸荧光DOM组分被保存,DOM腐殖化程度明显降低.在所有培养体系低氧浓度下,DOM的分子芳香度指数明显降低.本论文为深入研究近岸河口缺氧条件下更多活性DOM被保存的过程和机制提供了实验证据.