1. Increased intracellular concentrations of DMSP and DMSO in iron-limited oceanic phytoplankton Thalassiosira oceanica and Trichodesmium erythraeum
- Author
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Céline Ridame, Céline Dimier-Hugueney, Marie Cheize, Sauveur Belviso, William G. Sunda, Eva Bucciarelli, Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), International Centre for Education, University of Cape Town, Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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- Subjects
0106 biological sciences ,Cyanobacteria ,Chlorophyll a ,Biogeochemical cycle ,010504 meteorology & atmospheric sciences ,biology ,010604 marine biology & hydrobiology ,Aquatic Science ,Oceanography ,biology.organism_classification ,Trichodesmium erythraeum ,Dimethylsulfoniopropionate ,01 natural sciences ,chemistry.chemical_compound ,Diatom ,chemistry ,[SDE]Environmental Sciences ,Botany ,Phytoplankton ,Diazotroph ,0105 earth and related environmental sciences - Abstract
International audience; We investigated the link between iron (Fe) limitation and intracellular dimethylsulfoniopropionate (DMSP) concentration in two oceanic phytoplankton species, the diatom Thalassiosira oceanica and the diazotrophic cyanobacterium Trichodesmium erythraeum. Dimethylsulfoxide (DMSO) concentrations were also measured in Fe-replete and Fe-limited T. oceanica. Fe limitation decreased the growth rates of T. oceanica and T. erythraeum by 33-fold and 3.5-fold, respectively and increased intracellular DMSP (DMSPp) concentrations by 12-fold (from 2.8 to 33.7 mmol Lcell−1) and by 45-fold (from 0.05 to 2.27 mmol Ltrichome−1), respectively. Intracellular dimethylsulfoxide (DMSOp) concentrations in T. oceanica increased by 5-fold under severe Fe limitation, from 0.78 mmol Lcell−1 in Fe-replete cells to 3.86 mmol Lcell−1. The increase in DMSPp and DMSOp under Fe limitation provides support for the role of these sulfur compounds as antioxidants. Under severe Fe limitation, the large increase in DMSPp : C and DMSP : chlorophyll a (Chl a) ratios for both T. oceanica (by 16- and 40-fold, respectively) and T. erythraeum (by 18- and 145-fold, respectively) places these species above the range of values generally attributed to diatoms and cyanophytes. Comparison of these values with in situ results, such as those from Fe fertilization experiments, suggests that the decrease in DMSPp : Chl a and DMSOp : Chl a that is generally observed with alleviation of Fe limitation may be partly related to decreases in DMSPp and DMSOp in individual species. The role of diatoms and diazotrophic cyanobacteria in the biogeochemical cycle of dimethylsulfide and associated sulfur compounds in Fe-limited oceanic environments should not be overlooked.
- Published
- 2013