Carbon isotope fractionation (εp) between the inorganic carbon source and organic matter has been proposed to be a function of pCO2. To understand the CO2-dependency of εp and species-specific differences therein, inorganic carbon fluxes in the four dinoflagellate species Alexandrium fundyense, Scrippsiella trochoidea, Gonyaulax spinifera and Protoceratium reticulatum have been measured by means of membrane-inlet mass spectrometry. In-vivo assays were carried out at different CO2 concentrations, representing a range of pCO2 from 180 to 1200 μatm. The relative bicarbonate contribution (i.e. the ratio of bicarbonate uptake to total inorganic carbon uptake) and leakage (i.e. the ratio of CO2 efflux to total inorganic carbon uptake) varied from 0.2 to 0.5 and 0.4 to 0.7, respectively, and differed significantly between species. These ratios were fed into a single-compartment model, and εp values were calculated and compared to carbon isotope fractionation measured under the same conditions. For all investigated species, modeled and measured εp values were comparable (A. fundyense, S. trochoidea, P. reticulatum) and/or showed similar trends with pCO2 (A. fundyense, G. spinifera, P. reticulatum). Offsets are attributed to biases in inorganic flux measurements, an overestimated fractionation factor for the CO2-fixing enzyme RubisCO, or the fact that intracellular inorganic carbon fluxes were not taken into account in the model. This study demonstrates that CO2-dependency in εp can largely be explained by the inorganic carbon fluxes of the individual dinoflagellates.

中文翻译：

---

甲藻中 CO2 依赖的碳同位素分馏与其无机碳通量有关

已经提出无机碳源和有机物之间的碳同位素分馏 (εp) 是 pCO2 的函数。为了了解 εp 的 CO2 依赖性和其中的物种特异性差异，已经通过膜入口质谱法测量了四种甲藻物种 Alexandrium fundyense、Scrippsiella trochoidea、Gonyaulax spinifera 和 Protoceratium reticulatum 中的无机碳通量。在不同 CO2 浓度下进行体内测定，代表 pCO2 范围从 180 到 1200 μatm。相对碳酸氢盐贡献（即碳酸氢盐吸收与总无机碳吸收的比率）和泄漏（即二氧化碳流出量与总无机碳吸收的比率）分别在 0.2 到 0.5 和 0.4 到 0.7 之间变化，并且在物种之间存在显着差异。将这些比率输入单室模型，计算 εp 值并与在相同条件下测量的碳同位素分馏进行比较。对于所有研究的物种，建模和测量的 εp 值具有可比性（A. fundyense、S. trochoidea、P. reticulatum）和/或显示出与 pCO2 相似的趋势（A. fundyense、G. spinifera、P. reticulatum）。偏移归因于无机通量测量的偏差、CO2 固定酶 RubisCO 的高估分馏因子，或者模型中未考虑细胞内无机碳通量的事实。这项研究表明，εp 中的 CO2 依赖性在很大程度上可以通过单个甲藻的无机碳通量来解释。计算和 εp 值并与在相同条件下测量的碳同位素分馏进行比较。对于所有研究的物种，建模和测量的 εp 值具有可比性（A. fundyense、S. trochoidea、P. reticulatum）和/或显示出与 pCO2 相似的趋势（A. fundyense、G. spinifera、P. reticulatum）。偏移归因于无机通量测量的偏差、CO2 固定酶 RubisCO 的高估分馏因子，或者模型中未考虑细胞内无机碳通量的事实。这项研究表明，εp 中的 CO2 依赖性在很大程度上可以通过单个甲藻的无机碳通量来解释。计算和 εp 值并与在相同条件下测量的碳同位素分馏进行比较。对于所有研究的物种，建模和测量的 εp 值具有可比性（A. fundyense、S. trochoidea、P. reticulatum）和/或显示出与 pCO2 相似的趋势（A. fundyense、G. spinifera、P. reticulatum）。偏移归因于无机通量测量的偏差、CO2 固定酶 RubisCO 的高估分馏因子，或者模型中未考虑细胞内无机碳通量的事实。这项研究表明，εp 中的 CO2 依赖性在很大程度上可以通过单个甲藻的无机碳通量来解释。reticulatum) 和/或与 pCO2 (A. fundyense, G. spinifera, P. reticulatum) 表现出相似的趋势。偏移归因于无机通量测量的偏差、CO2 固定酶 RubisCO 的高估分馏因子，或者模型中未考虑细胞内无机碳通量的事实。这项研究表明，εp 中的 CO2 依赖性在很大程度上可以通过单个甲藻的无机碳通量来解释。reticulatum) 和/或与 pCO2 (A. fundyense, G. spinifera, P. reticulatum) 表现出相似的趋势。偏移归因于无机通量测量的偏差、CO2 固定酶 RubisCO 的高估分馏因子，或者模型中未考虑细胞内无机碳通量的事实。这项研究表明，εp 中的 CO2 依赖性在很大程度上可以通过单个甲藻的无机碳通量来解释。