《环境总科学》近日刊登的一项研究显示，西北太平洋海域颗粒硫醇在多个水团中广泛分布，综合现场观测与实验室培养结果表明，其主要来源为海洋浮游植物。研究同时指出，不同海区颗粒硫醇浓度及其相对叶绿素a的比值存在显著差异，可能与水团性质、浮游植物群落组成以及环境胁迫等因素共同相关。

研究聚焦颗粒态半胱氨酸（p-Cys）与颗粒态谷胱甘肽（p-GSH）。硫醇（半胱氨酸和谷胱甘肽）属于生物体内的小分子有机硫化合物，可与金属结合，在海洋微生物的金属胁迫响应与氧化还原反应中发挥作用，并被认为参与海洋生物地球化学循环，尤其与铜、镉和汞等金属的缓解与转运过程相关。

研究团队指出，尽管既有工作已表明海洋浮游植物可在富营养环境中产生硫醇，且在重金属暴露条件下硫醇产量会增加，但关于硫醇空间分布的研究仍相对有限。受远洋观测难度影响，亚热带及赤道区域颗粒硫醇（p-Cys、p-GSH）的分布此前并不清楚；同时，在以蓝藻为主导的营养贫乏海区（如亚热带北太平洋环流区）颗粒硫醇的产生程度也缺乏信息。

为此，研究团队沿GEOTRACES GP22航线（2022—2023年）跨越北太平洋多个水团开展调查，并结合实验室培养两种主要浮游植物，以阐明海洋颗粒硫醇的分布特征与来源。该研究由金泽大学王教授团队与东京大学小畑教授团队合作完成，并有长崎大学科学家参与。

基于沿西北太平洋GEOTRACES GP22航线采集的海水样本，研究人员报告首次揭示p-Cys与p-GSH的广泛分布。结果显示，颗粒硫醇相对于叶绿素a的指标（p-Cys/Chl-a、p-GSH/Chl-a）随水团发生显著变化，呈现清晰的地理差异：太平洋亚寒带上层水（PSUW）中值最低，而北赤道逆流（NECC）、北太平洋中央水（NPCW）和北太平洋过渡带（NPTZ）中值较高。

研究进一步指出，NPCW中p-GSH/Chl-a显著偏高。研究人员认为，这一特征除可能与强光环境及大气沉降带来的金属胁迫有关外，非生物颗粒物也可能对颗粒硫醇水平产生贡献。

在实验室培养部分，研究团队对海洋蓝藻Synechococcus sp.与硅藻Thalassiosira nordenskioeldii进行培养。结果显示，浮游植物是颗粒硫醇的主要来源；其中，Synechococcus sp.衍生的p-GSH在铜胁迫条件下显著增加。研究人员据此表示，观测区域内部分空间差异可由浮游植物的生理响应解释。

研究同时提出，NPCW中p-GSH/Chl-a的显著高值难以仅用活细胞来源解释，更可能与由死亡浮游植物衍生的颗粒物有关。研究在营养贫乏、透明度极高的亚热带北太平洋中央水中观察到，“预形成”的谷胱甘肽可存在于死浮游植物衍生颗粒物中，即便叶绿素已分解，该形态的谷胱甘肽仍可能相对完整保存，从而对颗粒硫醇贡献显著。

研究结论认为，西北太平洋颗粒硫醇的分布格局，是浮游植物群落组成、光照与金属胁迫、颗粒物生成与分解等多重生物地球化学过程叠加的结果。研究团队表示，该工作推进了对西北太平洋颗粒硫醇分布及来源的理解，但仍需进一步明确其详细来源与生成过程。

研究人员提出，后续可利用硫同位素比等化学指标区分生物源、大气源和碎屑源的贡献，并需定量评估在北太平洋中央水中观察到的高浓度“预形成”谷胱甘肽颗粒的保存与分解过程。同时，应结合观测、培养实验与模型分析，进一步阐明高光照环境及含铜、汞等大气气溶胶金属胁迫对浮游植物硫醇响应的影响。