藍細菌生物標志物
——2-甲基藿烷類化合物研究進展及其應用

張俊杰 ，邢 磊 ，侯 笛

1.中國海洋大學 海洋化學理論與工程技術(shù)教育部重點實驗室，青島 266100

2.中國海洋大學 海洋有機地球化學研究所，青島 266100

藍細菌（cyanobacteria）是一類可以進行產(chǎn)氧光合作用的古老原核自養(yǎng)型微生物，分布廣泛，數(shù)量龐大，具有極強的環(huán)境適應能力，在海洋湖泊（Bergman，2001；Farrimond et al，2004；Talbot and Farrimond，2007）、極地凍土（H?fle et al，2015）甚至熱液溫泉（Zhang et al，2007）中都有發(fā)現(xiàn)。其起源可以追溯到27億年前，早在元古代時期，藍細菌就作為海洋中主要的初級生產(chǎn)者在碳循環(huán)過程中發(fā)揮重要作用（Summons et al，1999；Tomitani et al，2006）。現(xiàn)代研究顯示：僅微微型藍細菌，例如聚球藻屬（Synechococcus）和原綠球藻屬（Prochlorococcus），就貢獻了全球海洋一半的生產(chǎn)力（Bergman，2001）。此外，部分藍細菌還具有固氮能力（Capone et al，1997；Neveux et al，1999；Bergman，2001），并且在全球海洋固氮貢獻中占有巨大比例。例如：全球海洋每年的總固氮量大概為 240 Tg · a-1（以氮計）（1 Tg = 1012g），而藍細菌束毛藻屬（Trichodesmium）的固氮量就達到 87.4 Tg · a-1，約占海洋總固氮量的36%（Gallon，2001）。因此研究地質(zhì)時期海洋藍細菌的分布與含量變化對了解海洋碳、氮循環(huán)及重建古環(huán)境具有重要意義。

由于藍細菌大多個體微小，生存周期極短，想要了解其在地質(zhì)時期的演變和生物地球化學作用，需要借助沉積物中的微生物分子化石——生物標志物（Ricci et al，2014）作為研究媒介。通常講，生物標志物是指一種由特定生物產(chǎn)生的性質(zhì)相對穩(wěn)定的有機化合物，能記錄特定的母源信息，并且基本結(jié)構(gòu)能在顆粒物沉降和成巖過程中較好地保存（Schubert et al，1998）。對于藍細菌而言，目前所研究的生物標志物涵蓋了一些支鏈烷烴（K?ster et al，1999；Kenig，2000；Jahnke et al，2004）、異形胞糖脂（heterocystous glycolipids，HGs）（Schouten et al，2013；Bale et al，2015；Rush and Sinninghe Damsté，2017）和 2-甲基藿烷（多醇）（2-Methylhopanoids）（Summons et al，1999；Talbot et al，2003a；Bechtel et al，2007；Talbot and Farrimond，2007）等。支鏈烷烴主要是某些含有1 — 3個甲基的短鏈支鏈烷烴（C17— C20），這些烷烴在大量的藍細菌和微生物席中都有發(fā)現(xiàn)（Shiea et al，1990；K?ster et al，1999）。 因 為結(jié)構(gòu)上存在碳數(shù)和甲基位置的變化，所以支鏈烷烴變化較多，僅在眉藻（Calothrix scopulorum）中就檢出了21種不同的支鏈烷烴（K?ster et al，1999）。而且不同藍細菌屬種中檢出的主要支鏈烷烴也不盡相同。比如：藍細菌泥褐席藻（Phormidium luridum）中檢測到的主要是7,11-二甲基十七烷（Summons et al，1996），而眉藻中主要是4,13-、5,13-和4,5-二甲基十七烷（K?ster et al，1999）。此外，實驗還發(fā)現(xiàn)部分藍細菌產(chǎn)生支鏈烷烴的含量也可能會受到環(huán)境因素（二氧化碳濃度）和培養(yǎng)時間的影響（Summons et al，1996）。異形胞糖脂是很多固氮藍細菌異形胞壁包被層的主要成分，可以很好地保存在古沉積物和微生物席中，所以被用作固氮藍細菌獨有的生物標志物（Bale et al，2015；Rush and Sinninghe Damsté，2017）。異形胞糖脂結(jié)構(gòu)上主要表現(xiàn)為六碳糖（也有的是五碳糖）連接長鏈（C26— C32）二醇（diols）、三醇（triols）或相應的酮醇（keto-ols）和酮二醇（keto-diols）（Gambacorta et al，1998），不同固氮異形藍細菌中主要的異形胞糖脂不同，因此這種生物標志物還具有明顯的分類指示的特點（Bauersachs et al，2013）。例如：偽枝藻科（Scytonemataceae）中主要含有C30HG triols 和 keto-diols（Gambacorta et al，1998）；膠須藻科（Rivulariaceae）中主要是C28HG triols和 keto-ol（Bauersachs et al，2009）； 五 碳 糖 結(jié)構(gòu)的異形胞糖脂主要來自海洋環(huán)境中與硅藻共生的異形藍細菌（Schouten et al，2013；Bale et al，2015）等。因此異形胞糖脂僅能作為固氮異形藍細菌特有的生物標志物（Bauersachs et al，2013；Bale et al，2015）。2-甲基藿烷類化合物是藍細菌細胞膜的主要成分，相對于支鏈烷烴和異形胞糖脂具有更全面的指示意義，加上該類化合物廣泛地存在于古老地層、沉積物、土壤和微生物席中，在估測藍細菌的生物量和群落結(jié)構(gòu)，了解地質(zhì)時期碳、氮循環(huán)過程及重建古環(huán)境等方面都起到了重要作用（Summons et al，1999；Talbot et al，2003a；Bechtel et al，2007；Talbot and Farrimond，2007；李志陽等，2013；Garby et al，2013；Saito et al，2016）。本文主要針對具有多年研究歷史和廣泛應用的二甲基藿烷類化合物的研究進展和應用進行了總結(jié)，指出目前研究中存在的問題，并展望了未來此類化合物作為藍細菌生物標志物的研究方向。

1 2-甲基藿烷類化合物

作為被研究最多的藍細菌生物標志物，2-甲基藿烷類化合物主要分為兩類：2-甲基藿烷和它的前體物質(zhì)——2-甲基藿多醇（2-Methylbacteriohopanepolyols, 簡稱 2-MeBHPs）。2-甲基藿多醇被大量發(fā)現(xiàn)于沉積物和現(xiàn)代實驗室培養(yǎng)的藍細菌中，因此被認為有潛力作為研究藍細菌及其光合作用進程的生物標志物（Summons et al，1999）。

2-甲基藿多醇是一類具有特殊結(jié)構(gòu)的細菌藿多醇，表現(xiàn)為在細菌藿多醇A環(huán)的2號碳上發(fā)生甲基化。細菌藿多醇（Bacteriohopanepolyols，簡稱BHPs）是原核生物的細胞膜脂，作用類似于真核細胞中的固醇類化合物，可以增強細胞膜的穩(wěn)定性。但是與固醇類化合物不同的是，這類物質(zhì)主要由細菌產(chǎn)生，并且不需要氧氣參與合成過程（Ourisson et al，1987；Rashby et al，2007）。 細菌藿多醇廣泛存在于包括藍細菌在內(nèi)的多種原核生物內(nèi)（Talbot and Farrimond，2007），屬于五環(huán)三萜化合物 (Rohmer et al，1984），結(jié)構(gòu)十分穩(wěn)定，自然環(huán)境下難以降解，易于保存在干酪根中（Summons et al，1999）。常見的細菌藿多醇支鏈上具有四個官能團，在C-32，C-33，C-34上分別連有羥基，在C-35上可以連接多種基團，如羥基、氨基、氨基酸或是更復雜的氨基糖等（Talbot and Farrimond，2007）。最早發(fā)現(xiàn)的細菌藿多醇就是從醋桿菌（Acetobacter xylinum）中分離得到的細菌藿四醇（Bacteriohopane-32,33,34,35-tetrol，圖1a，簡稱為 BHT）（Forster et al，1973）。也有一些藿多醇支鏈上具有4個以上的官能團，表現(xiàn)為C-31或C-30上多加一個羥基，這類的藿多醇往往具有特定的生物來源。比如：C-35上連接氨基的藿多醇被認為是來自嗜甲烷細菌（methanotrophic）（圖 1b）（Neunlist and Rohmer，1985；Talbot et al，2001）；側(cè)鏈上一共有五個羥基和一個氨基（C-35）的被認為僅來自于Ⅰ型甲烷氧化菌（Type I methane-oxidising bacteria，圖 1c）（Rohmer，1985；Talbot et al，2001）；C-35上接有氨基糖的則被認為是來自于醋酸菌（圖1d）（Simonin et al，1994）和藍細菌（Talbot et al，2003b）；至于細菌藿四醇（圖1a），雖然廣泛存在于沉積物和土壤中，但生物來源復雜，并不能用于指示某種特定的細菌（Talbot and Farrimond，2007）。

圖1 四種結(jié)構(gòu)不同細菌藿多醇（修改自Talbot and Farrimond（2007））Fig.1 Structures of bacteriohopanepolyols (modif i ed from Talbot and Farrimond (2007))

不同于支鏈上具有復雜的結(jié)構(gòu)變化，細菌藿多醇環(huán)上結(jié)構(gòu)變化較少。主要表現(xiàn)是在A環(huán)3號碳和2號碳上發(fā)生甲基化，分別形成3-甲基藿多醇（3-Methylbacteriohopanepolyols，簡稱3-MeBHPs）和2-甲基藿多醇（2-Methylbacteriohopanepolyols,簡稱2-MeBHPs）。前者多來自于甲烷氧化菌（Farrimond et al，2004），而后者則多來自于藍細菌（Summons et al，1999；Talbot et al，2003a；Talbot and Farrimond，2007），也被視為藍細菌的生物標志物。不過，在古老地層或沉積巖中，經(jīng)成巖作用后2-甲基藿多醇的支鏈會全部或部分丟失（Ricci et al，2014），從而轉(zhuǎn)化成結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的2-甲基藿烷（2-Methylhopane，簡稱2-MeH）（圖2），因此2-甲基藿多醇被認為是2-甲基藿烷的前體物質(zhì)。研究者可以通過測定2-甲基藿烷相對含量——2-甲基藿烷指數(shù)（2-Methylhopanoid index，簡稱2-MeHI）來估測藍細菌的生物量和藍細菌對環(huán)境變化的響應程度（黃咸雨等，2007；謝樹成等，2009；Gibson et al，2008；Saito et al，2016）。

2-MeHI的表達公式為： 2-MeHI=2-甲基藿烷 /(2-甲基藿烷 + 藿烷 )×100%（Dumitrescu and Brassell，2005）。

除了典型的2-甲基藿多醇作為藍細菌的生物標志物，一些支鏈上具有特殊結(jié)構(gòu)的細菌藿多醇也可以指示藍細菌的個別屬種（Talbot et al，2008）。比如：2-甲基環(huán)醇醚（2-Methyl cyclitol ether）目前被證實僅來自于藍細菌Anacystis Montana（Herrmann et al，1996）；細菌藿五醇僅來自于藍細菌的念珠藻屬（Nostoc muscorumand and Nostoc sp.）（Talbot et al，2008）； 一 些 側(cè)鏈有不規(guī)則五醇、糖苷四醇等結(jié)構(gòu)的也都被證實來自于藍細菌（Talbot et al，2008）。對于這些已知來源的細菌藿多醇可以用來重建細菌的生物量和群落結(jié)構(gòu)（Talbot and Farrimond，2007；Blumenberg et al，2013；Talbot et al，2016）?？梢杂脴悠分屑毦蕉啻嫉目偭看懋a(chǎn)生此類化合物的細菌總量。樣品中具有特定結(jié)構(gòu)的藿多醇的存在或缺失可以說明與之對應的細菌的存在或缺失。具有特定結(jié)構(gòu)的藿多醇的總量和相對比例可以代表對應細菌的數(shù)量和相對比例（Cooke et al，2008a）。

圖2 2-甲基藿多醇（2-MeBHP）經(jīng)成巖作用轉(zhuǎn)變?yōu)?-甲基藿烷（2-MeH）（修改自Farrimond et al（2004））Fig.2 Structures of 2-methylbacteriohopanepolyol(2-MeBHP) and 2-methylhopane (2-MeH) (modif i ed from Farrimond et al (2004))

2 2-甲基藿烷類化合物作為藍細菌生物標志物的應用

2.1 估測生物量與群落結(jié)構(gòu)

近年來，在土壤、沉積巖、陸相湖泊和海洋沉積物中都檢測出大量的2-甲基藿烷類化合物，通過測定樣品中2-甲基藿烷類化合物的含量可以有效地估測藍細菌生物量及對沉積物有機質(zhì)的貢獻，并根據(jù)與其它藿烷類化合物的比值重建細菌群落結(jié)構(gòu)（Talbot et al，2003a；Farrimond et al，2004；Talbot and Farrimond，2007；Cooke et al，2008a；Coolen et al，2008）。Gibson et al（2008）首次報道了地熱硅土燒結(jié)礦中的2-甲基藿多醇，認為這些化合物可用于估測燒結(jié)礦中藍細菌的生物總量。有人使用土壤中2-甲基藿多醇占全部藿多醇的比值指示藍細菌在細菌群落結(jié)構(gòu)中的比例，發(fā)現(xiàn)隨著土壤深度的增加，藍細菌的比例不斷減小，說明具有光合作用的藍細菌主要集中在表層土壤（Cooke et al，2008a）。在西班牙Grande湖和南極Druzhby湖沉積物中發(fā)現(xiàn)2-甲基藿多醇含量較高，表明藍細菌對沉積物中有機質(zhì)的貢獻較大，對比其它藿多醇含量也表明藍細菌在群落結(jié)構(gòu)中占有較大比例（Farrimond et al，2004；Talbot and Farrimond，2007）。在Druzhby湖中高含量的2-甲基藿多醇與此處富含藍細菌的微生物席有關(guān)（Laybourn and Bayliss，1996；Talbot et al，2003a）。而在Grande湖中雖然沒有明顯的藍細菌席，但是Grande湖的自然分層環(huán)境有利于藍細菌顫藻目（Oscillatoria）的生長（Farrimond et al，2004），從而使Grande湖表層沉積物具有高含量的2-甲基藿多醇。相對于現(xiàn)代湖泊沉積物，海洋沉積物（采自北冰洋、墨西哥灣和秘魯沿岸）樣品中2-甲基藿多醇的絕對含量和相對含量都略少，表明在某些海洋區(qū)域藍細菌對沉積物有機質(zhì)的貢獻不及陸相湖泊（Farrimond et al，2004）。

因為2-甲基藿多醇在成巖過程中會轉(zhuǎn)化為2-甲基藿烷，所以對于長時間尺度樣品就要以2-甲基藿烷來指示藍細菌（Summons et al，1999；Farrimond et al，2004；Ricci et al，2014）。 分 析波蘭沿海的Sarbsko湖中的柱狀樣，發(fā)現(xiàn)距表層3.6 m處（距今約4200 a） 有高含量的2-甲基藿烷，說明該時期藍細菌數(shù)量較多，水體中微生物活動比較活躍（Bechtel et al，2007）。對澳大利亞西部的新太古代時期沉積巖樣品分析表明2-甲基藿烷指數(shù)在淺水沉積物中的值要高于深水沉積物，說明藍細菌在海洋透光區(qū)具有較高的生產(chǎn)力（Eigenbrode et al，2008）。太平洋沙茨基隆起的樣品中2-甲基藿烷高的相對含量證明在阿普第階海洋缺氧事件的早期，藍細菌是海洋有機質(zhì)和生產(chǎn)力的重要貢獻者（Dumitrescu and Brassell，2005）。二疊紀—三疊紀之交的巖石樣品中發(fā)現(xiàn)了2-甲基藿烷指數(shù)出現(xiàn)多次波動，說明藍細菌數(shù)量在此期間經(jīng)歷了多次大幅度變化，這可能與生物大滅絕引起的營養(yǎng)輸入改變有關(guān)（黃咸雨等，2007）。

2.2 重建藍細菌固氮貢獻

湖泊中所發(fā)現(xiàn)的固氮細菌僅限于藍細菌的某些種類，如念珠藻、水華束絲藻（Aphanizomenonflos-aquae）等（Torrey and Lee，1976）。同樣，在海洋中具有固氮能力的藍細菌也只占有小部分（藍細菌種類有1000多種，具有固氮能力的不過20余種），但是這些藍細菌對于海洋氮循環(huán)仍起到重要作用（Karl et al，2002；侯建軍和黃邦欽，2005；Zehr，2011）。如前文所述僅藍細菌束毛藻屬的固氮量就大約占到了海洋總固氮量的36%，另有一些與海洋硅藻共生的藍細菌，其固氮貢獻與也束毛藻屬大致相當（Gallon，2001）。2-甲基藿烷指數(shù)除了可以用來代表藍細菌向海洋有機質(zhì)輸入的貢獻值（Summons et al，1999），還可以指示藍細菌的固氮貢獻及對海洋氮循環(huán)的影響程度。2-甲基藿烷指數(shù)的上升可以表明藍細菌固氮貢獻加強（Cao et al，2009；Owens et al，2016）。此外，因為藍細菌在進行固氮作用過程中氮的同位素分餾很弱，產(chǎn)生的氮鹽δ15N接近于0，明顯小于海洋平均值（5‰），所以還可以將2-甲基藿烷指數(shù)和δ15N值結(jié)合起來共同說明藍細菌的固氮貢獻（李志陽等，2013）。南海南部的一根柱狀樣的分析顯示在MIS 5期沉積物中有機氮同位素值較低，而2-甲基藿烷指數(shù)有升高的特點，這表明了此期間藍細菌固氮貢獻的加強（李志陽等，2013）。在白堊紀中期的大洋缺氧事件中也發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象。相對于南海的分析結(jié)果，這一事件中所測得的2-甲基藿烷指數(shù)升高幅度更大，同時有機氮同位素值更低，表明此時期藍細菌具有更強的固氮貢獻。其原因可能是海洋中的反硝化和厭氧氨氧化作用有效地切斷了深層水中的氮鹽向真光層輸送，使真光層處于低氮鹽的環(huán)境，固氮藍細菌更具有競爭優(yōu)勢并大量繁殖，導致其固氮貢獻大幅增加（Kuypers et al，2004）。

2.3 重建古環(huán)境

研究表明，藍細菌可能更適宜偏堿性的水體，而偏酸性的湖沼相環(huán)境不利于藍細菌生長（包建平等，2012），所以2-甲基藿烷指數(shù)也可以為重建古水體的酸堿性變化提供參考。在二疊紀—三疊紀之交的生物大滅絕時期，2-甲基藿烷指數(shù)發(fā)生劇烈變化，也被認為是該時期的水體生態(tài)系統(tǒng)和營養(yǎng)環(huán)境極不穩(wěn)定的體現(xiàn)（黃咸雨等，2007）。另外，在位于中國南部的青巖和巢湖地層截面中發(fā)現(xiàn)，在三疊紀早期2-甲基藿烷指數(shù)較高，認為此時期細菌（包括藍細菌）面臨著較大的生存環(huán)境壓力（例如溫度、pH等）（Saito et al，2016）。因為2-甲基藿烷類化合物可以增強細胞膜強度，當生存環(huán)境壓力變大時，這類細菌往往具有競爭優(yōu)勢，就會表現(xiàn)出地層中2-甲基藿烷含量增加，2-甲基藿烷指數(shù)升高（Wu et al，2015）。而到三疊紀早中期，2-甲基藿烷指數(shù)變小，意味著此時環(huán)境壓力減小，這一結(jié)果也與生物物種的多樣性爆發(fā)相一致。但是，通過這種方式僅可以定性推斷環(huán)境壓力的改變，并不能具體指出是哪一方面的變化（Saito et al，2016）。

2.4 指示產(chǎn)氧光合作用的起源

藍細菌的產(chǎn)氧光合作用使地球由早期的無氧環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的富氧環(huán)境（Tomitani et al，2006）。根據(jù)沉積巖中2-甲基藿烷的出現(xiàn)時間，推測最早的產(chǎn)氧光合作用起源于25億年前（Summons et al，1999）。Brocks（1999）則根據(jù)同樣的方法將最早的產(chǎn)氧光合作用時間確定為27億年前。但是近年來的研究顯示2-甲基藿烷作為研究產(chǎn)氧光合作用的標志物是有待商榷的。比如：藍細菌念珠藻屬的2-甲基藿烷主要來自于原垣孢子，而原垣孢子是一種靜息細胞，并不會進行光合作用，所以不能用2-甲基藿烷來指示念珠藻的產(chǎn)氧光合作用（Doughty et al，2009）。而且，其它的某些細菌雖然沒有原垣孢子的形式并且可以進行光合作用，但不一定產(chǎn)生氧氣，例如沼澤紅假單胞菌（Rhodopseudomonas palustris）就可以在不產(chǎn)氧的光合作用下產(chǎn)生2-甲基藿多醇（Rashby et al，2007）。此外，在很多不具備產(chǎn)氧光合作用功能的細菌中也發(fā)現(xiàn)了可以合成2-甲基藿多醇的基因（Welander et al，2010）。因此，用2-甲基藿烷指示藍細菌產(chǎn)氧光合作用，還需要更多的證據(jù)支持。

3 2-甲基藿烷類化合物作為藍細菌生物標志物應用的影響因素

2-甲基藿多醇和2-甲基藿烷雖然被廣泛用作藍細菌的生物標志物，但是在應用上依然存在很多問題。主要體現(xiàn)在兩個方面：一是2-甲基藿烷類化合物的生物來源問題。2-甲基藿多醇并非所有藍細菌都可以產(chǎn)生，也并非只有藍細菌可以產(chǎn)生。最近的研究顯示在多種細菌中都發(fā)現(xiàn)了參與合成2-甲基藿多醇的基因。二是在邊緣海沉積物中的2-甲基藿烷可能會受到陸源輸入的影響。因為陸生藍細菌所產(chǎn)生的2-甲基藿多醇會隨河流進入邊緣海，為邊緣海沉積物中2-甲基藿烷指標帶來偏差。

很多研究都已表明并不是所有藍細菌都可以產(chǎn)生2-甲基藿多醇。雖然細菌藿多醇這類化合物在藍細菌的5個目（Chroococcales，Pluerocapsales，Oscillatoriales，Nostocales和Stigonematales）中都有發(fā)現(xiàn)，然而并不是所有種都會產(chǎn)生。在所研究的58種藍細菌中有49種可以產(chǎn)生細菌藿多醇，但能產(chǎn)生2-甲基藿多醇的僅有21種（Talbot et al，2008）。此外，藍細菌并非是唯一能產(chǎn)生大量2-甲基藿多醇的菌種（Rashby et al，2007）。像其它的一些細菌，如甲基營養(yǎng)菌（methylotrophs）、某些固氮細菌、厭氧型紫色非硫細菌（purple non-sulfur bacteria）和土壤細菌（例如根瘤菌（rhizobium）和放線菌（actinomycetes））等也都可以產(chǎn)生（Rashby et al，2007；Talbot and Farrimond，2007；Talbot et al，2008；Welander et al，2010），所以地質(zhì)記錄中的2-甲基藿烷也不能排除其它細菌的貢獻（Eigenbrode et al，2008）。

現(xiàn)代分子生物學表明：2-甲基藿多醇的合成與 hpnP 基因有關(guān)，這種基因主要負責編碼能在細菌藿多醇A環(huán)2號碳上進行甲基化的蛋白質(zhì)。經(jīng)檢測只有少部分的藍細菌具有這種基因，僅占到被測序藍細菌菌種的13% （Ricci et al，2014）。同時在其它的細菌中也發(fā)現(xiàn) hpnP 基因，如酸桿菌門和一系列甲型變形菌綱的根瘤菌（Talbot et al，2007；Welander et al，2010）。但是，對澳大利亞西部鯊魚灣的微生物席（微生物席中主要含有藍細菌和甲型變形菌) 分析，結(jié)果顯示甲型變形菌中并未檢測到 hpnP 基因，而是在藍細菌中檢測到，所以藍細菌被認為是該區(qū)域2-甲基藿烷類化合物的主要來源（Garby et al，2013）。此外，還有人指出當土壤中氧氮含量較低、滲透性較高時，與植物共生的細菌都普遍具有 hpnP 基因。因此，2-甲基藿多醇是植物和細菌相互作用的結(jié)果，難以指示藍細菌或其它某一菌種，而是指示這種特殊的生態(tài)位（Ricci et al，2014）。這些研究表明2-甲基藿烷生物來源復雜，其作為藍細菌生物標志物的可靠性還需要進一步的研究。

陸地土壤中的2-甲基藿烷類化合物會對邊緣海沉積物中海洋藍細菌數(shù)量的估測帶來偏差。陸地土壤、湖泊河流中都存在大量的藿烷類化合物（Talbot and Farrimond，2007；Cooke et al，2008b），這些化合物會被河流輸送到海洋中成為邊緣海有機質(zhì)的重要來源（Cooke et al，2008b；Handley et al，2010；Saenz et al，2011）。 分 析巴拿馬運河河內(nèi) —?河口 —?近海區(qū)域6個站位的表層懸浮顆粒物顯示，河內(nèi)細菌藿多醇含量約為近海的十倍。河內(nèi)的2-甲基藿多醇含量高于河口，而在近海樣品中未能檢測到，說明即便河流輸入少量的陸源2-甲基藿多醇也會對海洋沉積物中2-甲基藿多醇的含量產(chǎn)生重要影響（Saenz et al，2011）。

4 結(jié)論與展望

藍細菌是地球上最早具有產(chǎn)氧光合作用的生物，它的誕生和發(fā)展對地球生態(tài)環(huán)境變化起著重要的作用。2-甲基藿烷類化合物作為具有多年研究歷史的藍細菌生物標志物，在指示藍細菌生物量和古環(huán)境變化方面都有了廣泛的應用，但是近年來的研究也逐步指出2-甲基藿烷類化合物的不足，而且還有很多問題亟待解決。主要的問題有：（1）2-甲基藿烷類化合物的生物來源問題。（2）在受陸源影響的邊緣海區(qū)域，如何校正陸源2-甲基藿烷類化合物的影響。解決這些問題還需要通過實驗培養(yǎng)并結(jié)合分子生物學等手段深入研究。