近日，上海交通大学海洋学院长聘教轨副教授崔行骞在国际权威期刊《PNAS》上，以第一作者的身份发表了题为《Niche expansion for phototrophic sulfur bacteria at the Proterozoic-Phanerozoic transition》的研究论文。该论文由崔行骞副教授与麻省理工学院的Roger Summons教授和马健博士，奥克拉荷马大学的刘小雷教授，宾州州立大学的Don Bryant教授，以及GeoMark公司的Don Rocher、John Zumberge博士等人合作完成。

《Proceedings of the National Academy of Sciences 》(PNAS)为美国国家科学院院刊，是综合类的顶级期刊，影响因子为9.35。

该研究通过对比分析一系列拉伸纪至新生代的岩石/原油样品和典型蓝细菌模式菌株的生物标志物分布，发现地质样品中类胡萝卜素的分布规律在埃迪卡拉纪-寒武纪界面发生了巨大的转变，并以此提出了埃迪卡拉纪晚期海洋中硫酸盐含量的激增是导致水体中光合硫细菌在显生宙出现繁盛的重要原因。

拉伸纪至新生代的特定芳香族类胡萝卜素分布规律

一直以来，芳香族类胡萝卜素被认为是光合硫细菌的典型生物标志物，而此类化合物在地质样品中的出现通常指示透光带硫化现象。目前发现的最早的芳香族类胡萝卜素可追溯到16.4亿年前的Barney Creek组。然而，芳香族类胡萝卜素中某些特定组分（如海绵烷和海绵紫红烷）的生物来源目前仍不清楚。此外，近年来研究者们逐渐发现Barney Creek组和某些湖相样品中发现的芳香族类胡萝卜素的分布规律与显生宙海相样品中发现的规律差异较大。尤其是近几年关于蓝细菌的基因研究提出了蓝细菌也具有芳香族类胡萝卜素的合成能力。

该研究基于特定的芳香族类胡萝卜素可能来源于其他非光合硫细菌（如蓝细菌）的假设，对有代表性的蓝细菌菌株进行了生物标志物测定，发现其芳香族类胡萝卜素的分布规律与Barney Creek组的芳香族类胡萝卜素极其相似，特别是双芳类胡萝卜素均以海绵烷和海绵紫红烷为主。该研究进一步分析了从拉伸纪至新生代的一系列岩石/原油样品，发现在埃迪卡拉纪-寒武纪界面上下，芳香族类胡萝卜素的分布规律发生巨大改变。所有前寒武纪以及显生宙湖相样品中芳香族类胡萝卜素的分布规律与Barney Creek组以及蓝细菌的分布规律一致，然而显生宙海相样品中的芳香族类胡萝卜素分布规律与光合硫细菌的分布规律更为接近。该研究认为芳香族类胡萝卜素在埃迪卡拉纪-寒武纪界面的巨变应该与海洋中的硫酸盐含量有一定的关系—前寒武纪时期海洋中的硫酸盐含量不足以支撑光合硫细菌的繁盛，而埃迪卡拉纪末期大气氧含量的剧增使海水中的硫酸盐含量增加，从而促进了光合硫细菌的繁盛。

崔行骞，2011年本科毕业于中国海洋大学地质学专业，2016年在美国佛罗里达大学获得地质学博士学位，2017-2019年在麻省理工学院（MIT）Roger Summons教授研究组从事博士后工作，2020年初加入上海交通大学海洋学院，目前任长聘教轨副教授。研究领域包括海洋碳循环、有机地球化学和地质生物学，目前已经在PNAS，Geology，EPSL，GRL等期刊上发表SCI论文20篇。

论文链接：https://www.pnas.org/content/early/2020/07/08/2006379117