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“青藏高原新旅程新发现”系列讲座(第七十讲):脂类生标单体碳氢同位素记录南极环境微生物代谢类型

 

2025年6月20日,应兰州大学泛第三极环境中心邀请,上海交通大学陈新博士进行了题为“生标碳和氢同位素记录南极环境微生物代谢类型”的专题讲座。讲座由计慕侃教授主持,采用线下线上结合的方式进行。

生物标志物是生物产生的,具有一定环境指示意义的有机化合物。由于生物标志物具有环境分布广、稳定性高等特点。通过生物标志物的单体碳和氢同位素技术,能够揭示不同微生物的代谢途径、营养来源以及生态位。因此,生物标志物技术广泛应用于全球变化研究。

陈新博士首先介绍了同位素比值和同位素分馏的概念、不同碳代谢途径的同位素分馏特征、以及氢同位素对生物地球化学循环过程的指示意义。并特别指出由于氢同位素可用于区分微生物的化能自养、光能自养和异养过程,其在环境微生物碳代谢领域研究的应用前景有望进一步扩展。

之后,介绍了他在南极难言岛湖泊生物席中的研究进展。在难言岛湖泊沉积物生物膜的正构烷烃和脂肪酸中,发现了较强的长链烷烃信号。长链烷烃传统被认为只能由高等植物合成,这在南极湖泊中极不寻常。为解决这一难题,陈博士基于生标单体碳氢同位素结果,提出这些长链烷烃可能来自异养微生物,这为在没有高等植物生长的极端环境生物标志物应用提供了新思路。因此,南极地区这一极端寡营养环境中异养微生物对生物碳循环的贡献不容忽视。

基于难言岛湖泊沉积物柱的生物标志物结果,陈新博士还探究了异养微生物碳代谢方式的历史变化。发现湖泊晚全新世湖泊沉积物的异养代谢过程受到湖泊生产力的调控。在湖泊生产力较高的时期,微生物偏好利用糖作为碳源;而生产力较低时,微生物偏好利用小分子酸。

本次讲座吸引发了参会师生们的浓厚兴趣。会后,大家与陈新博士基于生标在生物地球化学循环研究中的应用展开了热烈的学术讨论。与会师生纷纷表示,通过此次报告加深了对生物标志物技术的理解,为后续实验设计与研究思路提供了重要启发。本次报告为进一步促进多学科交叉研究提供了良好平台。