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为探究蝶呤作为生物标志物在河口沉积物碳积累与降解中的生态意义，研究人员对九龙江口及厦门湾微生物蝶呤的时空分布展开研究。发现其与叶绿素 a、C/N 比等相关，蝶呤或可指示藻华及碳动态，为碳循环研究及生态监测提供新视角。
在全球气候变化的背景下，河口与海岸带生态系统作为连接陆地与海洋的关键过渡区，其有机碳（OC）的动态平衡对全球碳循环起着至关重要的作用。然而，目前关于河口沉积物中有机碳积累与降解的生物标志物研究仍存在空白，尤其是微生物代谢产物蝶呤（pterins）在其中的生态功能尚未被充分挖掘。蝶呤作为微生物体内重要的生物分子，不仅是酶的辅因子，参与多种代谢途径如紫外保护、细胞信号传导和营养代谢等，还与叶酸（B?）和核黄素（B?）的生物合成密切相关，在微生物生长和氧化还原平衡中扮演关键角色。但在海洋系统，特别是河口沉积物这一有机碳动态变化的关键界面，微生物蝶呤的生物地球化学作用鲜少被系统研究，这极大限制了对海岸碳汇和藻华动态监测的深入理解。
为填补这一研究空白，江苏海洋大学的研究人员以中国东南部的亚热带河口 —— 九龙江口（JRE）为研究区域，开展了微生物蝶呤作为河口沉积物有机碳循环新型生物标志物的研究。该研究聚焦于四种关键蝶呤：生物蝶呤（BP）、新蝶呤（NP）、二氢新蝶呤（DNP）和异黄蝶呤（IP），它们是光合和异养微生物中由鸟苷三磷酸（GTP）衍生的代谢物。通过分析这些蝶呤在旱季和雨季的时空分布，旨在阐明水文和氧化还原条件对蝶呤产生的调控作用，评估蝶呤与叶绿素 a（Chl-a）及沉积物地球化学性质的相关性，并探讨其作为有机碳积累和降解能力指示剂的潜力。该研究成果发表在《CATENA》上，为河口生态系统的碳动态监测提供了新的思路和科学依据。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：对九龙江口及厦门湾的沉积物和孔隙水进行季节性采样，运用高效液相色谱（HPLC）等分析技术测定蝶呤（BP、NP、DNP、IP）的浓度，同时测定叶绿素 a（Chl-a）含量、沉积物碳氮比（C/N）等环境因子，通过统计分析（如相关性分析）探究蝶呤分布与环境驱动因素的关系。
蝶呤在沉积物和孔隙水中的时空变化
研究发现，河口沉积物和孔隙水中蝶呤的空间和季节分布呈现出明显的氧化还原驱动模式。生物蝶呤（BP）浓度在外河口（JY1-JY3）显著较高（p < 0.05），范围在 7.2-9.0 nmol kg?1，这归因于潮汐作用引起的沉积物积累；而新蝶呤（NP，10.4-24.8 nmol kg?1）在低盐度的上河口占主导地位。相反，二氢新蝶呤（DNP，38.6-91.8 nmol kg?1）和生物蝶呤在上河口的沉积物中也有较高的浓度分布。
蝶呤响应环境驱动因素的时空动态
各季节沉积物中蝶呤浓度顺序为 DNP > NP > BP > IP。沉积物中的二氢新蝶呤（44-60.8 nmol kg?1）浓度比生物蝶呤（5.0-9.5 nmol kg?1）高一个数量级。春季，在高盐度位点（X9-X13），二氢新蝶呤和生物蝶呤浓度均升高。河口由于河流 discharge 带来的淡水流入，导致沉积物盐度降低，这可能是影响蝶呤分布的重要因素之一。
蝶呤的意义与研究局限性
蝶呤的分布反映了特定生态位的微生物活动，其中生物蝶呤和二氢新蝶呤分别作为藻华和氧化还原状态的互补指示剂。蝶呤种类的变化（如沉积物中的二氢新蝶呤、水体中的生物蝶呤）反映了沿海环境中的氧化还原状态和微生物活动。沉积物（0.14-0.65，NP DNP）中新蝶呤与二氢新蝶呤的比值差异显著，突显了不同环境介质中微生物代谢的差异。
研究结论表明，微生物蝶呤在河口沉积物中表现出独特的时空分布模式，与季节性水文变化和氧化还原条件密切相关。在雨季，上游输入带来的高初级生产力驱动了浮游植物（包括淡水藻类和蓝藻）来源的蝶呤占主导地位；而在旱季和还原性沉积物条件下，异养微生物对蝶呤的贡献更为突出。叶绿素 a 与蝶呤水平的强相关性表明，微生物蝶呤与浮游植物生物量呈共变关系，可作为海洋藻华的指示剂 —— 蝶呤水平升高预示藻华开始，其快速消耗标志着藻华的发展进程。此外，沉积物 C/N 比与异黄蝶呤水平暗示蝶呤有可能作为揭示海岸碳动态的生物标志物。这些发现强调了进一步研究蝶呤在碳循环中的作用及其在海洋生态系统监测中的应用的必要性，为深入理解河口生态过程和海岸碳汇管理提供了新的科学依据，有助于推动对快速变化环境中海岸碳汇和藻华管理的监测策略的发展。
