实验室海洋环境与化学教研室裴继影副教授和硕士研究生陈仕国等，在国际分析化学领域期刊Analytical Methods与海洋环境领域期刊Marine Environmental Research相继发表了关于西沙永乐蓝洞溶解有机物（DOM）的系列研究成果。

作为全球已知最深的海洋蓝洞，西沙永乐蓝洞拥有独特的垂直分层水环境，从表层有氧区、中间化学跃层到深层缺氧区，形成了鲜明的氧化还原梯度和生态位分化，为研究极端环境下DOM的循环机制提供了天然实验室。DOM作为海洋碳循环的核心载体，其组成与动态变化直接影响全球碳储存效率与营养盐循环平衡，是解开海洋生物地球化学谜题的关键。

在发表于Analytical Methods的工作中，研究团队系统对比了质谱正负电喷雾电离（ESI+与ESI−）两种模式对DOM的检测效能。研究发现，ESI+模式可捕获比ESI−模式更多的DOM，尤其擅长检测含氮化合物（CHN、CHON、CHONS）及多肽、多酚类物质；而ESI−模式在富硫化合物（CHOS）检测中表现更优，在缺氧层的检测灵敏度尤为突出。两种模式虽能共同识别碳水化合物、富羧基脂环分子（CRAM）等核心组分，但在高不饱和化合物检测效率上存在显著差异，证实单一电离模式易导致DOM解读偏差，双模式联用可实现DOM信息的全方位捕获，为后续研究提供了标准化检测方案。

在此技术基础上，团队在Marine Environmental Research发表的研究中，进一步整合非靶代谢组学与宏基因组学技术，深入解析了蓝洞不同水层中DOM与微生物群落的互作调控机制。研究揭示，蓝洞 DOM 呈现显著的垂直分层特征：缺氧层溶解有机硫（DOS）浓度显著高于表层，而化学跃层溶解有机氮（DON）含量最低，这种分布差异与微生物代谢活动密切相关——缺氧层中脱硫杆菌目等厌氧菌富集，通过硫酸盐还原作用生成硫化氢，进而促进DOS积累；化学跃层则因硝化菌与反硝化菌的耦合作用，通过“DON→氨→硝酸盐→气态氮”的转化路径，加速DON矿化流失。同时，微生物还通过精准调节脂质、氨基酸、异戊酰肉碱等代谢物的生成，适应不同的氧化还原环境。

这两项研究层层深入，电离检测技术为精准解析DOM组成提供了关键工具支撑。研究通过构建蓝洞DOM的完整分子图谱，系统揭示了微生物代谢活动对DOM生物地球化学循环中的核心调控作用。该成果不仅弥补了极端海洋环境DOM系统研究的不足，更为全球海洋碳循环方法学优化及极端生态系统保护提供了重要科学依据。

文章信息如下：

1. Pei Jiying, Chen Shiguo, Zhang Jiayu, Yu Wenfeng, Qin Weijie, Yu Kefu.(2025). Comparative evaluation of positive and negative LC-MS modes for DOM profiling. Analytical Methods, 17: 6598—6608. https://doi.org/10.1039/d5ay00679a.

2. Pei Jiying, Chen Shiguo, Yu Kefu, Liang Jiayuan, Zhang Ruijie, Li Penghui, Hou Zhuanghao, Fu Liang, Ma Honglin. (2025). Microbial regulation of dissolved organic matter revealed by integrated metabolomics and metagenomics in the World’s deepest blue hole. Marine Environmental Research, 210: 107354. https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2025.107354.

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文字作者：裴继影

图片来源：论文

编辑：周剑、李艳丹

一审一校：周剑

二审二校：刘旗扬

三审三校：余克服