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海洋每年吸收人為活動所排放三成的二氧化碳，其中一大部分的吸收是透過浮游植物光合作用所進行，將二氧化碳轉換成顆粒有機碳儲存在海洋中，簡稱為生物幫浦（Biological pump）。由於生物可吸收的氮是浮游植物生長的主要限制因子（Limiting factor），固氮作用（Nitrogen fixation）便為提供浮游植物可利用氮的重要來源，也成為影響海洋吸收大氣二氧化碳的關鍵因素，然而學界對影響海洋固氮作用的環境成因的了解相當有限。

本院環境變遷研究中心何東垣研究員所帶領之研究團隊，結合運用跨領域研究方法，證實鎳的供應及鎳超氧化歧化酶（NiSOD, nickel superoxide dismutase）的表現是保護海洋主要固氮藍綠菌束毛藻（Trichodesmium）在熱帶暨亞熱帶海洋表水高光環境下同時進行光合作用及固氮作用的關鍵原因。 

本研究利用海水微量金屬化學穩定養殖技術培養束毛藻，再運用重組蛋白技術生產純化NiSOD，並以潔淨採樣技術分析野外束毛藻，透過實驗室控制光強度和海水中鎳供應量條件下，定量束毛藻在不同環境條件下體內NiSOD濃度，驗證了海水充足鎳濃度及NiSOD表現是束毛藻在高光條件下快速進行光合作用的必要條件，並因而得以保護其固氮作用及促進固氮速率。本研究於今（2022）年8月發表於《湖沼暨海洋學通訊》（Limnology and Oceanography Letters）。