冷泉由海底地质构造活动引起的含天然气水合物的流体的溢出,深海冷泉环境的主要特征为低温和高甲烷浓度。尽管冷泉环境对大多数多细胞生物的生存不利,但仍有少数度多细胞生物在深海冷泉成功生存并繁衍出巨大的生物量。Bathymodiolus属贻贝就是广泛分布于全球深海冷泉和热液生态系统的优势种,在深海化能生态系统的物质循环和能量流动中起着重要作用。其鳃内具有共生的化能自养细菌,能够利用环境中的甲烷或硫化氢氧化释放的能量合成有机物,为贻贝提供食物来源。本研究以我国南海北部冷泉的主要优势种平端深海偏顶蛤(Bathymodiolus platifrons)为研究对象,采用常规生化测定方法,研究了其主要生化成分和氨基酸组成的特征,并就特定组织中主要生化成分的含量与生活在热液区的平端深海偏顶蛤和近岸的远东偏顶蛤(Modiolus kurilensis)进行了对比,探究特殊生境对平端深海偏顶蛤生化组成的影响。结果表明,南海冷泉平端深海偏顶蛤软体部含水量84.28%,粗蛋白含量7.18%,粗脂肪含量1.23%,糖类含量2.75%,与已报道的深海贝类组成相近。虽然主要生化成分含量在三种贻贝的鳃、外套膜、闭壳肌和消化腺四个组织中总体差异不大,但是冷泉平端深海偏顶蛤和热液平端深海偏顶蛤的外套膜糖类含量(25.20%、30.66%)显著高于远东偏顶蛤(6.97%)(P<0.05),这表明平端深海偏顶蛤的主要储存物质为外套膜中的糖类。在氨基酸组成上,冷泉平端深海偏顶蛤鳃中氨基酸总量为44.55%(干重),外套膜中为34.83%(干重),其中必需氨基酸分别占比41.73%和40.52%,总体与其他贝类相似。然而,在平端深海偏顶蛤中,与渗透压调节相关的甘氨酸和与硫代谢相关的牛磺酸含量较高,这与其适应深海高盐度高硫化氢浓度的环境相关。此外,本研究还使用液相色谱-质谱联用技术分别对甲烷培养和非甲烷培养不同时间的平端深海偏顶蛤的外套膜进行代谢组学研究,分别分析了相同时间甲烷培养与非甲烷培养组平端深海偏顶蛤外套膜的差异代谢物水平的变化及相关代谢途径以及一个时间序列上甲烷培养与非甲烷培养组平端深海偏顶蛤外套膜的差异代谢物水平变化及相关代谢途径,试图探究平端深海偏顶蛤在饥饿状况下对营养物质的利用。代谢组学分析表明,在平端深海偏顶蛤饥饿培养期间,能量代谢途径的中间代谢物琥珀酸和乳酸在甲烷培养组含量升高,表明甲烷组平端深海偏顶蛤体内保持了高的能量代谢水平,而葡萄糖含量没有显著变化,说明其能量来源可能是脂类代谢和氨基酸代谢的中间产物。脂类代谢方面,硬脂酸的含量随时间显著下降,表明脂肪酸的合成代谢下调。软脂酸的含量则在24 h和72 h有上升,随后下降,可能是在饥饿初期贻贝分解了部分甘油三酯,脂肪酸含量上升,之后由于消耗而下降。非甲烷培养组乙酰肉碱含量的显著下降和甘油-3-磷酸含量的显著上升表明,在饥饿期间,平端深海偏顶蛤减缓了储存脂类的合成,并开始使用储存的甘油三酯。仅有少数自由氨基酸的含量发生变化说明在饥饿10天期间内,平端深海偏顶蛤没有分解蛋白质作为能量。