近日，海化重点实验室海洋有机地球化学团队通过国内外合作，在Nature Index期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》发表了题为“Effect of temperature on 2H/1H fractionation in semi-continuous cultures of a marine diatom, coccolithophore, and dinoflagellate”的研究成果，定量揭示了典型海洋浮游植物类脂生物标志物单体分子氢同位素对温度变化的响应及其调控机制。
温度调节生物体的代谢速率，并与盐度一起决定海水密度，是海洋环流和热输送的关键驱动因素。已有研究证明，浮游植物类脂生物标志物单体分子氢同位素组成（2H/1H）随盐度变化，并被用作海洋沉积物中古盐度的代用指标。那么，当影响2H/1H分馏的其他因素如生长速率、辐照度和盐度不变时，温度如何影响不同浮游植物类群的生物标志物2H/1H比值？对此仍知之甚少。本文研究了硅藻三角褐指藻（Phaeodactylum tricornutum）、甲藻东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）和颗石藻赫氏艾密里藻（Emiliania huxleyi）的类脂生物标志物（脂肪酸（FAs）、甾醇和烯酮）2H/1H比值对温度变化（12 ~ 27 ℃）的响应。结果表明，随着温度的升高，甲藻中脂肪酸的2H/1H分馏显著降低了2.2±0.3‰℃-1 (p < 0.05)，甲藻中甾醇和硅藻中脂肪酸C14:0的2H/1H分馏分别增加了2.3‰℃-1和1.9‰℃-1（p < 0.05）。而温度对颗石藻中三种类脂生物标志物的2H/1H分馏无系统性影响。温度改变类脂单体分子2H/1H分馏的潜在机制可能包括温度对如下过程的影响：类脂中来自光合作用和代谢途径产生的NADPH比例、NADPH在叶绿体中的停留时间、外质体丙酮酸对FA合成的贡献，以及甾醇中甲羟戊酸与甲基赤四醇磷酸衍生前体的比例。
图1. 温度影响三角褐指藻（A和B）、东海原甲藻（C和D）和赫氏艾密里藻（E-G）类脂生物标志物单体分子氢同位素分馏的潜在机制示意图
博士毕业生（现深海圈层与地球系统前沿科学中心博士后）高嘉玮为第一作者，毕蓉教授为通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金（U24A20611和42230412）、崂山实验室（LSKJ202204005），以及中国科学院海洋科学大研究中心重点部署项目（COMS2019Q05）等的资助。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2025.02.005
参考文献：
Gao, J., Bi, R.*, Sachs, J.P., Zhang, H., Cao, Y., Wolhowe, M.D., Liu, W. and Zhao, M. (2025). Effect of temperature on 2H/1H fractionation in semi-continuous cultures of a marine diatom, coccolithophore, and dinoflagellate. Geochimica et Cosmochimica Acta 393: 86-97. https://doi.org/10.1016/j.gca.2025.02.005
