日前，国际微生物生态学顶尖期刊The ISME Journal刊发了中国海洋大学中英联合研究中心（以下简称中英中心）最新国际合作研究成果“Diversity, prevalence and expression of cyanase genes (cynS) in planktonic marine microorganisms”（氰酸酶基因在海洋浮游微生物中的多样性、普遍性及基因表达）。

氰酸盐可作为氮源被一些水生及陆生微生物利用，但受化学稳定性及测定技术等限制，我们对氰酸盐在海洋生态系统中的作用的认识非常有限。氰酸酶是氰酸盐代谢的关键酶，其编码基因（cynS）可作为氰酸盐代谢的重要指征。本研究基于基因克隆和多组学数据挖掘，解析了cynS的多样性、系统进化及在全球海洋中的分布与表达。研究结果显示，cynS普遍存在于真核和原核生物中，水平基因转移对cynS的进化具有重要作用，并首次模拟了海洋真核藻类氰酸酶的全酶结构。通过定量分析海洋浮游生物宏基因组及宏转录组，发现cynS广泛存在于全球海洋中，其普遍性与尿素分解酶——脲酶的编码基因（ureC）相当；此外，该基因在海洋浮游植物及亚硝酸盐氧化细菌中的高表达表明，氰酸酶在海洋氮同化作用及硝化作用中不可或缺。该研究为阐明海洋浮游生物利用氰酸盐这一潜在氮源提供了科学依据，对深入理解氰酸盐在海洋氮循环中的作用有着重要的科学意义。 

该研究由中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室刘光兴教授团队、英国东英吉利大学（University of East Anglia）环境科学学院Thomas Mock教授等合作完成。两校联合培养博士研究生毛雪微为文章第一作者，中国海洋大学庄昀筠副教授及东英吉利大学Thomas Mock教授为共同通讯作者。该文章是两校在人才培养和科研合作方面取得的又一重要成果。

该项工作同时得到了青岛国家海洋科学与技术试点国家实验室、青岛华大基因研究院和美国康涅狄格大学的大力支持。研究工作获得了山东省重大科技创新工程、国家自然科学基金及中央高校基本科研业务费等项目资助。

通讯员：庄昀筠 李辉

附：

文章链接：https://www.nature.com/articles/s41396-021-01081-y