在蓝藻水华期间对淡水湖中溶解有机物生物利用度的定量理解

蓝藻有害藻华（CyanoHAB）的发生会导致溶解有机物（DOM）浓度和生物利用度的显著斑块化，这可能影响生物地球化学过程并促进微生物代谢。在本研究中，利用实验室的4级塞流生物反应器成功分离了来自富营养化的太湖（中国）的CyanoHAB衍生的DOM，并将其划分为可生物利用化合物的连续类别。采用了一系列借鉴自分析化学和微生物生态学的新型先进工具，定量表征了DOM的暂时演变，并深入了解其生物利用度。结果表明，随着时间的推移，总共损失79%的溶解有机碳，并伴随着蛋白质样荧光成分的耗竭，尤其是相对亲水的成分。然而，亲水的腐殖质样荧光成分表现出生物抗性行为。一致地，超高分辨率质谱（FTICR-MS）揭示，较小、较少芳香、更多氧化和富含氮的分子被微生物优先消耗，伴随产生类脂肪物种，而抗降解分子主要由富羧酸的脂环化合物组成。此外，DOM的生物利用度与生物反应器中的微生物群落多样性呈负相关。本研究的结果为理解DOM的命运及富营养化湖泊中的相关生物地球化学过程提供了更深入的见解。