探索硅酸对海洋蓝细菌Prochlorococcus的生理影响

《Hydrobiologia》：Exploring the physiological effects of silicic acid on marine cyanobacterial Prochlorococcus

硅酸盐浓度对蓝藻门Prochlorococcus MED4的生理响应研究表明，其虽能积累微量水不溶性硅但含量不受硅浓度（1-50μM）影响，生长速率和光合性能保持稳定，仅细胞尺寸随硅浓度增加呈轻微减小趋势，其他理化性质未发生显著变化。

　　

摘要

海洋蓝细菌Synechococcus以能够积累大量硅（Si）而闻名，这可能有助于生物碳（C）和硅在深海中的垂直传输。这就引出了一个问题：与其在系统发育上相关的Prochlorococcus是否也具有类似的硅积累能力。鉴于Prochlorococcus在海洋生态系统中的生态重要性及其在全球生物地球化学循环中的作用，了解其与硅酸的相互作用具有重要意义。然而，Prochlorococcus积累硅的能力以及硅酸对其生理的影响目前仍知之甚少。我们研究了Prochlorococcus MED4菌株在硅酸[Si(OH)₄浓度为1至50 μM范围内的生理反应。研究发现，Prochlorococcus体内含有少量不溶于水的硅，且这种细胞内的硅含量并未受到[Si(OH)₄浓度变化的影响。Prochlorococcus的特定生长率和光合作用性能也未因硅酸浓度的变化而改变。有趣的是，随着[Si(OH)₄浓度的增加，细胞体积有所减小，表明其存在某种微妙的形态变化。不过，细胞的表面元素组成以及机械和电学性质保持不变。此外，[Si(OH)₄浓度的变化对细胞吸附的金属浓度和细胞内金属浓度的影响也非常微小。总体而言，我们的研究结果表明Prochlorococcus的硅积累能力有限，并且能够在不同的硅酸条件下维持其生理稳定性。这项研究初步探讨了不同[Si(OH)₄浓度如何影响这种微蓝细菌的生理表现。