2024年4月22日，潘科研究员课题组在海洋酸化对硅藻影响研究领域取得新进展。相关研究成果以“Effect of Increased CO2on Calcium Homeostasis and Signaling in a Marine Diatom”为题发表于海洋学领域权威期刊《Limnology and Oceanography》（L&O）。L&O于1956年由美国湖泊与海洋学协会（ASLO）创刊，主要发表关于湖沼学和海洋学的原创性文章，每年发文量仅两百余篇。该论文第一作者为博士生张振，通讯作者为潘科研究员及香港科技大学海洋科学系刘红斌教授，天游注册代理1958为该项研究的第一完成单位。
自工业革命以来，人类排放的大量二氧化碳不仅加剧了温室效应，还导致全球海洋酸化问题日趋严重。现有研究已揭示海洋酸化影响海洋硅藻的光合、呼吸、以及新陈代谢，从而改变浮游植物的群落更替。海水中的高浓度二氧化碳也会影响海洋硅藻对痕量金属元素的吸收。然而，海洋酸化对硅藻细胞内钙离子平衡的影响还鲜有研究探讨。鉴于钙离子在生物体内信号传导过程中充当第二信使的关键作用，研究团队深入探究了海水中不断增加的二氧化碳如何干扰海洋硅藻（三角褐指藻Phaeodactylum tricornutum）内钙离子平衡以及下游的钙离子依赖性的信号传导过程。尽管海洋酸化并未显著影响硅藻生长，但原子力显微镜的观测结果显示，海洋酸化显著改变了硅藻细胞壁特性，如细胞形貌、粘附力以及表面电势。随着海洋中二氧化碳浓度上升，硅藻细胞钙离子累积量下降，而且硅藻对外界环境刺激所触发的钙离子信号强度反应变弱(见图1）。此项研究揭示，大气中持续升高的二氧化碳浓度可能会改变硅藻对不同环境因子变化时的即时响应能力。
图1.不同二氧化碳浓度条件下生长的三角褐指藻的细胞内的钙累积。（a）XPS探测细胞表面分析中钙元素峰信号强度(b) FITC-A荧光检测三角褐藻细胞内Ca2+浓度。(c) ICP-MS测量单个硅藻细胞内钙元素含量。(d-f)荧光图像显示钙离子专一探针Fluo-3AM在硅藻细胞内的荧光强度随着CO2浓度升高的变化。LC: 400 µatm；MC：800 µatm；HC: 1200 µatm。
该研究获得国家自然科学基金项目（41976140，42376152，42076148，U23A2048）资助。
原文链接：https://doi.org/10.1002/lno.12578
