近日，上海交通大學海洋學院長聘教軌副教授崔行騫在國際權威期刊《PNAS》上，以第一作者的身份發表了題為《Niche expansion for phototrophic sulfur bacteria at the Proterozoic-Phanerozoic transition》的研究論文。該論文由崔行騫副教授與麻省理工學院的Roger Summons教授和馬健博士，奧克拉荷馬大學的劉小雷教授，賓州州立大學的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)為美國國家科學院院刊，是綜合類的頂級期刊，影響因子為9.35。
該研究通過對比分析一系列拉伸紀至新生代的巖石/原油樣品和典型藍細菌模式菌株的生物標誌物分布，發現地質樣品中類胡蘿蔔素的分布規律在埃迪卡拉紀-寒武紀界面發生了巨大的轉變，並以此提出了埃迪卡拉紀晚期海洋中硫酸鹽含量的激增是導致水體中光合硫細菌在顯生宙出現繁盛的重要原因。
拉伸紀至新生代的特定芳香族類胡蘿蔔素分布規律
一直以來，芳香族類胡蘿蔔素被認為是光合硫細菌的典型生物標誌物，而此類化合物在地質樣品中的出現通常指示透光帶硫化現象。目前發現的最早的芳香族類胡蘿蔔素可追溯到16.4億年前的Barney Creek組。然而，芳香族類胡蘿蔔素中某些特定組分（如海綿烷和海綿紫紅烷）的生物來源目前仍不清楚。此外，近年來研究者們逐漸發現Barney Creek組和某些湖相樣品中發現的芳香族類胡蘿蔔素的分布規律與顯生宙海相樣品中發現的規律差異較大。尤其是近幾年關於藍細菌的基因研究提出了藍細菌也具有芳香族類胡蘿蔔素的合成能力。
該研究基於特定的芳香族類胡蘿蔔素可能來源於其他非光合硫細菌（如藍細菌）的假設，對有代表性的藍細菌菌株進行了生物標誌物測定，發現其芳香族類胡蘿蔔素的分布規律與Barney Creek組的芳香族類胡蘿蔔素極其相似，特別是雙芳類胡蘿蔔素均以海綿烷和海綿紫紅烷為主。該研究進一步分析了從拉伸紀至新生代的一系列巖石/原油樣品，發現在埃迪卡拉紀-寒武紀界面上下，芳香族類胡蘿蔔素的分布規律發生巨大改變。所有前寒武紀以及顯生宙湖相樣品中芳香族類胡蘿蔔素的分布規律與Barney Creek組以及藍細菌的分布規律一致，然而顯生宙海相樣品中的芳香族類胡蘿蔔素分布規律與光合硫細菌的分布規律更為接近。該研究認為芳香族類胡蘿蔔素在埃迪卡拉紀-寒武紀界面的巨變應該與海洋中的硫酸鹽含量有一定的關係—前寒武紀時期海洋中的硫酸鹽含量不足以支撐光合硫細菌的繁盛，而埃迪卡拉紀末期大氣氧含量的劇增使海水中的硫酸鹽含量增加，從而促進了光合硫細菌的繁盛。
崔行騫，2011年本科畢業於中國海洋大學地質學專業，2016年在美國佛羅裡達大學獲得地質學博士學位，2017-2019年在麻省理工學院（MIT）Roger Summons教授研究組從事博士後工作，2020年初加入上海交通大學海洋學院，目前任長聘教軌副教授。研究領域包括海洋碳循環、有機地球化學和地質生物學，目前已經在PNAS，Geology，EPSL，GRL等期刊上發表SCI論文20篇。
論文連結：https://www.pnas.org/content/early/2020/07/08/2006379117