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海带碘代谢应对海洋酸化研究取得新突破
2018-10-10 08:32:53  来源:黄海水产研究所

10月8日,全球变化生物学期刊Global Change Biology以Article形式在线刊发了赢伽娱乐黄海水产研究所叶乃好研究员团队题为“Ocean acidification increases iodine accumulation in kelp-based coastal food webs”的最新研究成果。该研究历时5年,是该团队继2017年在Global Change Biology上刊文之后,在海洋气候变化领域取得的又一重要研究成果。

在人类活动和气候变化的双重压力下,海洋生态系统结构和功能发生了显著变化。海洋藻类群体及其代谢机制演变,成为国际气候变化生态学领域关注的焦点之一。2017年,该团队在Global Change Biology在线发表了题为“Acclimation of bloom-forming and perennial seaweeds to elevatedpCO2conserved across levels of environmental complexity”的研究成果。该研究发现绿潮藻类比其他实验藻种表现出更强的适应能力,为揭示气候变化条件下海洋藻类群体的演变趋势提供了理论依据。

海带(Saccharina japonica)是世界上最重要的海洋蔬菜之一,在碘的生物地球化学循环中扮演重要角色。该团队与英国班戈大学、东英吉利大学、澳大利亚塔斯马尼亚大学和美国南加州大学等单位的科研人员合作开展了海水酸化条件下海带碘代谢机制及食物网传递效应研究。研究结果表明海水酸化和适度升温条件下海带碘的吸收效率显著提高,而逆境条件下的碘释放效率显著增加(图1);贝类喂食酸化条件下生长的海带后,其体组织碘含量显著增加,而甲状腺激素水平却明显降低;转录组学和蛋白组学研究结果表明适度酸化显著降低碘素代谢通路中卤代过氧化物酶(vHPOs)基因和蛋白的表达水平(图 2)。研究结果揭示了气候变化条件下海带碘代谢的应答与调控机制,为准确评估未来碘生物地化循环格局演变提供了理论依据,也为人类碘素合理膳食提供了数据参考(图3)。

黄海水产研究所徐东博士与英国班戈大学Georgina Brennan博士为该论文的共同第一作者。该研究得到了国家藻类产业技术体系、国家自然科学基金面上项目、泰山学者特聘专家、青岛海洋科学与技术试点国家实验室“鳌山人才”优秀青年学者等项目的资助。

原文链接:

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.14467/full

Xu, D., Brennan, G., Xu, L., Zhang, X. W., Fan, X., Han, W. T., Mock, T., McMinn, A., Hutchins, D. A., Ye, N. H.* (2018). Ocean acidification increases iodine accumulation in kelp-based coastal food webs. Global Change Biology. DOI: 10.1111/gcb.14467.

图1. 海区原位长期酸化培养对大型褐藻特异生长率和碘积累效率的影响

图2. 海水酸化对海带卤代过氧化物酶(vHPOs)基因和蛋白表达水平的影响

图3. 酸化条件下近岸海洋生态系统碘生物地化循环示意图

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