Microbial production and catabolism of dimethylsulfoniopropionate (DMSP), generating the climatically active gases dimethyl sulfide (DMS) and methanethiol (MeSH), have key roles in global carbon and sulfur cycling, chemotaxis, and atmospheric chemistry. Microorganisms in the sea surface microlayer (SML), the interface between seawater and atmosphere, likely play an important role in the generation of DMS and MeSH and their exchange to the atmosphere, but little is known about these SML microorganisms. Here, we investigated the differences between bacterial community structure and the distribution and transcription profiles of the key bacterial DMSP synthesis (dsyB and mmtN) and catabolic (dmdA and dddP) genes in East China Sea SML and subsurface seawater (SSW) samples. Per equivalent volume, bacteria were far more abundant (~ 7.5-fold) in SML than SSW, as were those genera predicted to produce DMSP. Indeed, dsyB (~ 7-fold) and mmtN (~ 4-fold), robust reporters for bacterial DMSP production, were also far more abundant in SML than SSW. In addition, the SML had higher dsyB transcripts (~ 3-fold) than SSW samples, which may contribute to the significantly higher DMSP level observed in SML compared with SSW. Furthermore, the abundance of bacteria with dmdA and their transcription were higher in SML than SSW samples. Bacteria with dddP and transcripts were also prominent, but less than dmdA and presented at similar levels in both layers. These data indicate that the SML might be an important hotspot for bacterial DMSP production as well as generating the climatically active gases DMS and MeSH, a portion of which are likely transferred to the atmosphere.

中文翻译：

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与东海地下海水相比，表层微层中产生DMSP的细菌更丰富。

微生物产生和分解代谢丙酸二甲酯（DMSP），产生气候活性气体二甲基硫醚（DMS）和甲硫醇（MeSH），在全球碳和硫循环，化学趋化和大气化学中具有关键作用。海水表面微层（SML）中的微生物，即海水与大气之间的界面，可能在DMS和MeSH的生成以及它们与大气的交换中起着重要作用，但对这些SML微生物知之甚少。在这里，我们调查了东海SML和地下海水（SSW）样品中细菌群落结构与关键细菌DMSP合成（dsyB和mmtN）和分解代谢（dmdA和dddP）基因的分布和转录谱之间的差异。每当量体积，细菌要丰富得多（〜7。在SML中，SML的数量是SSW的5倍，因为那些属预计会产生DMSP。确实，细菌DMSP产生的可靠报告基因dsyB（〜7倍）和mmtN（〜4倍）在SML中也比SSW丰富得多。此外，与SSW相比，SML的dsyB转录物更高（约3倍），这可能导致在SML中观察到的DMSP水平明显高于SSW。此外，与SSW样品相比，SML中带有dmdA的细菌丰富及其转录更高。带有dddP和转录本的细菌也很突出，但比dmdA少，并且在两层中的表达水平相似。这些数据表明，SML可能是细菌DMSP生产以及产生气候活性气体DMS和MeSH的重要热点，其中一部分可能转移到大气中。以及那些预计会产生DMSP的属。确实，细菌DMSP产生的可靠报告基因dsyB（〜7倍）和mmtN（〜4倍）在SML中也比SSW丰富得多。此外，与SSW相比，SML的dsyB转录物更高（约3倍），这可能导致在SML中观察到的DMSP水平明显高于SSW。此外，与SSW样品相比，SML中带有dmdA的细菌丰富及其转录更高。带有dddP和转录本的细菌也很突出，但比dmdA少，并且在两层中的表达水平相似。这些数据表明，SML可能是细菌DMSP生产以及产生气候活性气体DMS和MeSH的重要热点，其中一部分可能转移到大气中。以及那些预计会产生DMSP的属。确实，细菌DMSP产生的可靠报道基因dsyB（〜7倍）和mmtN（〜4倍）在SML中也比SSW丰富得多。此外，与SSW相比，SML的dsyB转录物更高（约3倍），这可能导致在SML中观察到的DMSP水平明显高于SSW。此外，与SSW样品相比，SML中带有dmdA的细菌丰富及其转录更高。带有dddP和转录本的细菌也很突出，但比dmdA少，并且在两层中的表达水平均相似。这些数据表明，SML可能是细菌DMSP生产以及产生气候活性气体DMS和MeSH的重要热点，其中一部分可能转移到大气中。dsyB（〜7倍）和mmtN（〜4倍），是细菌DMSP产生的可靠报告基因，在SML中也比SSW丰富得多。此外，与SSW相比，SML的dsyB转录物更高（约3倍），这可能导致在SML中观察到的DMSP水平明显高于SSW。此外，与SSW样品相比，SML中带有dmdA的细菌丰富及其转录更高。带有dddP和转录本的细菌也很突出，但比dmdA少，并且在两层中的表达水平相似。这些数据表明，SML可能是细菌DMSP生产以及产生气候活性气体DMS和MeSH的重要热点，其中一部分可能转移到大气中。dsyB（〜7倍）和mmtN（〜4倍），是细菌DMSP产生的可靠报告基因，在SML中也比SSW丰富得多。此外，与SSW相比，SML的dsyB转录物更高（约3倍），这可能导致在SML中观察到的DMSP水平明显高于SSW。此外，与SSW样品相比，SML中带有dmdA的细菌丰富及其转录更高。带有dddP和转录本的细菌也很突出，但比dmdA少，并且在两层中的表达水平均相似。这些数据表明，SML可能是细菌DMSP生产以及产生气候活性气体DMS和MeSH的重要热点，其中一部分可能转移到大气中。在SML中比SSW还丰富得多。此外，与SSW相比，SML的dsyB转录物更高（约3倍），这可能导致在SML中观察到的DMSP水平明显高于SSW。此外，与SSW样品相比，SML中带有dmdA的细菌丰富及其转录更高。带有dddP和转录本的细菌也很突出，但比dmdA少，并且在两层中的表达水平相似。这些数据表明，SML可能是细菌DMSP生产以及产生气候活性气体DMS和MeSH的重要热点，其中一部分可能转移到大气中。在SML中比SSW还丰富得多。此外，与SSW相比，SML的dsyB转录物更高（约3倍），这可能导致在SML中观察到的DMSP水平明显高于SSW。此外，与SSW样品相比，SML中带有dmdA的细菌丰富及其转录更高。带有dddP和转录本的细菌也很突出，但比dmdA少，并且在两层中的表达水平相似。这些数据表明，SML可能是细菌DMSP生产以及产生气候活性气体DMS和MeSH的重要热点，其中一部分可能转移到大气中。此外，与SSW样品相比，SML中带有dmdA的细菌丰富及其转录更高。带有dddP和转录本的细菌也很突出，但比dmdA少，并且在两层中的表达水平相似。这些数据表明，SML可能是细菌DMSP生产以及产生气候活性气体DMS和MeSH的重要热点，其中一部分可能转移到大气中。此外，与SSW样品相比，SML中带有dmdA的细菌丰富及其转录更高。带有dddP和转录本的细菌也很突出，但比dmdA少，并且在两层中的表达水平相似。这些数据表明，SML可能是细菌DMSP生产以及产生气候活性气体DMS和MeSH的重要热点，其中一部分可能转移到大气中。