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。
中英中心成立于2013年，旨在协调并促进学校与英国科研学术机构的交流，加强中英双方在高等教育与研究领域的合作。依托中英中心，中国海洋大学与东英吉利大学于2014年建立了综合性海洋科学战略联盟，在学术交流、人才培养及科学研究方面取得了丰硕的合作成果。两校签署了多项本科生、研究生联合培养协议，并于2019年获批国家留学基金委创新型人才国际合作养项目《海洋环境科学国际高端人才合作培养项目》。两校科学家在海洋-大气相互作用、海洋微生物海洋学及深海平台建设等多个方向开展深入合作，合作成果发表在Nature Microbiology、Nature Communication、Microbiome、The ISME J等国际顶尖期刊，受到了国内外同行的广泛关注与认可。
通讯员：庄昀筠
附：
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41396-021-01081-y
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SRF：表层；DCM：叶绿素最大层；MES：中层
