中国环境科学

作者：尹美玲, 段丽琴, 宋金明, 袁华茂, 李学刚

单位：1. 中国科学院海洋研究所, 海洋生态与环境科学重点实验室, 山东 青岛 266071;2. 中国科学院大学, 北京 100049;3. 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室, 山东 青岛 266237;4. 中国科学院海洋大科学研究中心, 山东 青岛 266071

关键词：藿类化合物,细菌藿多醇(BHPs),海洋氮循环,好氧甲烷氧化,生物标志物

基金：国家自然科学基金资助项目（41976037）；山东省自然科学基金资助项目（ZR2020YQ28）；青岛海洋科学与技术试点国家实验室“问海计划”课题（2021WHZZB0903）

由微生物介导的海洋碳氮生物地球化学循环对全球气候变化具有重要影响.五环三萜的藿类化合物（hopanoids），包括以细菌藿多醇（BHPs）为主的生物藿类和藿烷等地质藿类，是指示近现代环境和重建古环境中碳氮循环过程的重要类脂生物标志物.本文总结了藿类化合物的生物合成途径和生理功能，及在海洋碳氮循环关键过程（固氮、硝化、厌氧氨氧化、甲烷氧化和陆源有机质输入）中的指示作用.微生物膜脂中的藿类化合物主要由hpn基因编码的藿类合成和修饰酶调控，与微生物理化特征及环境条件具有密切关系.2-甲基藿类、2-甲基环醇醚和不饱和环醇醚等藿类化合物可调节细胞膜的氧渗透性以发挥固氮酶保护作用，可指示环境中固氮蓝细菌及其固氮过程.细菌藿四醇异构体之一的BHT-x是海洋厌氧氨氧化菌Candidatus Scalindua的专属产物，可指示海洋厌氧氨氧化和低氧环境.土壤标志物BHPs及陆源输入指标Rsoil可追踪陆源有机质向海洋环境的输入和迁移.35-氨基BHPs和3-甲基（氨基） BHPs可指示好氧甲烷氧化活动.细菌藿六醇和3-甲基细菌藿六醇可指示亚硝酸盐型甲烷氧化活动.未来，随着分子生物学、基因组学和仪器分析技术的不断发展，藿类化合物在指示海洋碳氮循环过程方面势必会发挥更加重要的作用.

来源：2022年第8期

《中国环境科学》期刊编辑部

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