“细菌”单烷基甘油醚 (MAGEs) 的珊瑚来源

《Journal of Geophysical Research: Biogeosciences》：Coral Origin of “Bacterial” Monoalkyl Glycerol Ethers (MAGEs)

　　

摘要

单烷基甘油醚（MAGEs）是一类结构稳定的脂类化合物，广泛存在于生物圈和地质圈中；它们主要被认为来源于硫酸盐还原细菌等细菌，但也有研究提出动物脂质如单烷基二酰甘油（MADAGs）也是重要贡献者。因此，海洋环境中的MAGEs可能来源于海洋细菌、海洋动物或两者兼有，这使其来源识别的确定性解释变得复杂。石珊瑚是一类独特的浅海无脊椎动物，与藻类和细菌共生繁盛，是评估MAGEs的动物和/或细菌产量的理想档案。本研究对从华南热带-亚热带离岸礁随机采集的11种珊瑚进行了分子组成和δ¹³C同位素组成分析，同时研究了珊瑚体内共生细菌群落。脂质组学和基因组分析揭示，组织中的MAGEs主要来源于珊瑚虫体MADAGs（及其类似物）的水解；相比之下，骨骼中的MAGEs来源于外部组织和/或其他未知生产者/前体，且因珊瑚物种而异。观察到组织MAGEs含量与δ¹³C之间存在大致负相关。这一现象归因于光在离岸贫营养礁中驱动共生藻光合作用的关键作用，即珊瑚宿主优先进将更多的低分子量前体（¹²C耗竭程度更高）纳入丰富的MADAGs（及其类似物）的生物合成。我们的发现表明，从某些物种化石珊瑚骨骼序列中提取的MAGEs时间剖面可能为珊瑚-藻-细菌共生系统中过去生态环境变化的高分辨率重建提供了一种新颖且无价的工具。

简明摘要

海洋环境中的单烷基甘油醚（MAGEs）具有双重来源——细菌和动物，这对其作为诊断生物标志物用于来源识别及相关信息追踪的应用构成限制。作为浅海无脊椎动物，造礁石珊瑚与藻类和细菌的密切共生关系众所周知，它们构成了珊瑚礁的基本框架，而珊瑚礁是热带-亚热带海洋中生产力和生物多样性最高的生态系统之一。珊瑚-藻-细菌共生系统为阐明MAGEs的来源提供了理想档案，进而成为监测珊瑚相关生态生理、环境和气候变化变化的窗口。基于对4个离岸贫营养礁随机采集的11种珊瑚的地球化学和生物学联合测量，揭示自养合成的MADAGs（及其类似物）是组织MAGEs的主要贡献者，并进一步转移至某些物种的珊瑚骨骼中。这一观察使我们能够从这些珊瑚物种中提取骨骼纵向MAGEs剖面，以在未来研究中追溯珊瑚生态生理状态及相关环境条件的过去变化。

利益冲突声明

作者声明与本项研究相关的利益冲突不存在。

数据可用性声明

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