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研究发现铁矿物助力硝酸盐还原亚铁氧化菌生存的新策略

[所属分类:行业动态] [发布时间:2025-4-22] [发布人:杨晓燕] [阅读次数:] [返回]

研究发现铁矿物助力硝酸盐还原亚铁氧化菌生存的新策略
作者：朱汉斌来源：中国科学报
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近日，广东省科学院生态环境与土壤研究所研究员刘同旭团队在国家自然科学基金等项目的资助下，研究发现铁矿物助力硝酸盐还原亚铁氧化[Nitrate-reducing Fe(II) oxidation；NRFO]菌生存的新策略。相关成果发表于《地球化学与宇宙化学学报》（Geochimica et Cosmochimica Acta）。
中性厌氧亚铁氧化菌是生态系统中铁循环的重要驱动力。亚铁氧化生成的次生矿物沉淀易于吸附在细胞表面，造成细胞结壳，对微生物反应活性产生抑制作用。光合型和微好氧型亚铁氧化菌具有多种生物策略，能避免产生细胞结壳；NRFO菌则没有防止结壳的机制，会在培养过程中因产生严重细胞结壳而大量死亡，却普遍分布于多种中性厌氧环境中。NRFO菌如何在环境中避免细胞结壳对自身的伤害尚不明确。针铁矿和磁铁矿可由NRFO菌产生，并与其在环境中长期共存，可能是助力NRFO菌生存的关键因素。
针对这一科学问题，刘同旭团队以模式NRFO菌Acidovorax sp. strain BoFeN1为研究对象，探究了针铁矿和磁铁矿对strain BoFeN1的影响作用。结果发现，两种铁矿物均能促进strain BoFeN1驱动的亚铁氧化和硝酸盐还原过程，且磁铁矿的促进能力更强。电化学数据表明，针铁矿和铁矿物能够降低亚铁氧化还原电位和腐蚀电位，促进亚铁反应活性。同时，细胞结壳现象在针铁矿添加处理中显著下降，在磁铁矿处理组中几乎没有产生。铁矿物的催化作用和作为次生矿物的成核位点作用，是促进strain BoFeN1反应活性、降低细胞结壳的关键原因。
该研究成果揭示了NRFO菌在环境中的一种生存新策略。该发现表明，NRFO菌驱动产生的铁矿物对生物个体是短期有害的，但对于种群的长久发展却是有益的。这些发现为进一步解析生态系统中微生物驱动的铁循环过程提供了新的研究思路。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.gca.2025.04.010
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