[所屬分類(lèi):行業(yè)動(dòng)態(tài)] [發(fā)布時(shí)間:2025-4-22] [發(fā)布人:楊曉燕] [閱讀次數(shù):] [返回]

研究發(fā)現(xiàn)鐵礦物助力硝酸鹽還原亞鐵氧化菌生存的新策略
作者：朱漢斌      來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)
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近日，廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所研究員劉同旭團(tuán)隊(duì)在國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助下，研究發(fā)現(xiàn)鐵礦物助力硝酸鹽還原亞鐵氧化[Nitrate-reducing Fe(II) oxidation；NRFO]菌生存的新策略。相關(guān)成果發(fā)表于《地球化學(xué)與宇宙化學(xué)學(xué)報(bào)》（Geochimica et Cosmochimica Acta）。
中性厭氧亞鐵氧化菌是生態(tài)系統(tǒng)中鐵循環(huán)的重要驅(qū)動(dòng)力。亞鐵氧化生成的次生礦物沉淀易于吸附在細(xì)胞表面，造成細(xì)胞結(jié)殼，對(duì)微生物反應(yīng)活性產(chǎn)生抑制作用。光合型和微好氧型亞鐵氧化菌具有多種生物策略，能避免產(chǎn)生細(xì)胞結(jié)殼；NRFO菌則沒(méi)有防止結(jié)殼的機(jī)制，會(huì)在培養(yǎng)過(guò)程中因產(chǎn)生嚴(yán)重細(xì)胞結(jié)殼而大量死亡，卻普遍分布于多種中性厭氧環(huán)境中。NRFO菌如何在環(huán)境中避免細(xì)胞結(jié)殼對(duì)自身的傷害尚不明確。針鐵礦和磁鐵礦可由NRFO菌產(chǎn)生，并與其在環(huán)境中長(zhǎng)期共存，可能是助力NRFO菌生存的關(guān)鍵因素。
針對(duì)這一科學(xué)問(wèn)題，劉同旭團(tuán)隊(duì)以模式NRFO菌Acidovorax sp. strain BoFeN1為研究對(duì)象，探究了針鐵礦和磁鐵礦對(duì)strain BoFeN1的影響作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩種鐵礦物均能促進(jìn)strain BoFeN1驅(qū)動(dòng)的亞鐵氧化和硝酸鹽還原過(guò)程，且磁鐵礦的促進(jìn)能力更強(qiáng)。電化學(xué)數(shù)據(jù)表明，針鐵礦和鐵礦物能夠降低亞鐵氧化還原電位和腐蝕電位，促進(jìn)亞鐵反應(yīng)活性。同時(shí)，細(xì)胞結(jié)殼現(xiàn)象在針鐵礦添加處理中顯著下降，在磁鐵礦處理組中幾乎沒(méi)有產(chǎn)生。鐵礦物的催化作用和作為次生礦物的成核位點(diǎn)作用，是促進(jìn)strain BoFeN1反應(yīng)活性、降低細(xì)胞結(jié)殼的關(guān)鍵原因。
該研究成果揭示了NRFO菌在環(huán)境中的一種生存新策略。該發(fā)現(xiàn)表明，NRFO菌驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的鐵礦物對(duì)生物個(gè)體是短期有害的，但對(duì)于種群的長(zhǎng)久發(fā)展卻是有益的。這些發(fā)現(xiàn)為進(jìn)一步解析生態(tài)系統(tǒng)中微生物驅(qū)動(dòng)的鐵循環(huán)過(guò)程提供了新的研究思路。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.gca.2025.04.010
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