在全球许多大洋中，海洋浮游植物的初级生产受到氮供应的限制。因此浮游植物利用新的化学形式的氮（例如，硝酸盐（NO3-）、铵（NH4+）或尿素）进行新陈代谢。贫养水的一个重要氮源是N2固定，即由某些原核生物（原养生物）进行的N2到生物可用氨的转化。微生物固定N2是海洋中生物可利用氮的最大来源。海洋N2固定曾经被认为由热带或亚热带蓝细菌Trichodesmium sp和一些硅藻的蓝细菌共生体主导。随着由单细胞固定N2的蓝细菌“A组”（UCYN-A）发现，N2的固定模式发生了改变，UCYN-A该组与单生植物拟南芥（Braraudosphaera bigelowii）相关的单细胞浮游植物宿主共生。UCYN-A1和UCYN-A2这两种在遗传上截然不同的UCYN-A共生体具有相似的简化基因组，但在形态和生理学上却与不同的触藻植物宿主相关。
但是，N2固定与溶解的无机氮（DIN）的吸收相比非常耗费能量，且需要大量的ATP和还原剂，并且研究认为当可获得能源消耗较小的形式（如溶解的无机氮（DIN））时，它会受到抑制。海洋N2固定对DIN浓度的敏感性尚不十分了解。研究表明，在DIN浓度升高的情况下，蓝细菌重氮菌Trichodesmium对N2的固定作用会受到抑制，但单细胞Crocosphaera的生长和N2固定速率对DIN的可用性不敏感。最近的证据表明，UCYN-A可以在高NO3-水域中生长，而UCYN-A中N2的固定可能不会因结合形式的DIN的存在而被完全抑制。
研究人员利用稳定的同位素分子沉淀荧光原位杂交（CARD-FISH）和纳米级二次离子质谱（nanoSIMS），来研究金藻植物宿主使用的N源以及UCYN-A N2固定在DIN中的敏感性。实验结果证明，两个UCYN-A子系的金藻植物宿主不会吸收硝酸盐，并且几乎不会通过吸收NH4+满足其对氮的需求。相反，即使在DIN充足的条件下，UCYN-A/金藻植物共生也依靠UCYN-A N2固定来提供大部分的金藻植物N需求。此外，在氮有限的水域中，NO3-的加入有时会刺激UCYN-A N2固定率和金藻植物宿主碳固定率，这表明浮游植物整体活动与UCYN-A /金藻共生之间存在联系。结果表明，即使在富氮的沿海或高纬度水域中，固氮也可能是重氮营养菌-真核生物共生的可行方法。相关成果已发表在6月10日的 The ISME Journal期刊上。
（李亚清 编译）
