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我校土壤化学与环境团队在Cell Host & Microbe发表展望“铁硫耦合自养代谢”的综述评论

(通讯员 万彪)近日,我校生态环境部土壤健康诊断与绿色修复重点实验室谭文峰教授领衔的土壤化学与环境团队在微生物学权威期刊Cell Host & Microbe上在线发表题为“Microbes that breathe iron and eat sulfur”的特邀评论综述论文。

受该杂志编辑邀请,资源与环境学院万彪教授和德国图宾根大学Muammar Mansor研究员对近期浙江大学陈松灿老师发表的研究论文“微生物铁氧化物呼吸与硫化物氧化耦合代谢作用”(Nature,2025,646:925–933)进行了进展评述。

评述介绍该论文通过数据驱动的多组学研究方法预测出三种潜在具有硫氧化铁还原耦合代谢能力的微生物,并利用Desulfurivibrio alkaliphilus模式菌株验证了铁-硫耦合代谢的微生物过程显著快于铁硫化学反应速率,揭示了耦合代谢能量利用的分子生物学机制。

图1 微生物还原性硫氧化耦合不同电子受体自养代谢过程,电子受体包括氧气,二氧化碳(自养光合不产氧过程),硝酸根和铁氧化物。

“铁硫耦合自养代谢”过程重塑了我们对厌氧生境中微生物维持铁-硫转化的理解,对湿地或海洋沉积物等厌氧生境中防止还原性硫化物积累、减轻有毒硫化物毒害和促进黑暗自养固碳等方面起着重要作用。评述指出,未来研究应侧重于识别和分离出其他具备硫氧化铁还原代谢功能的纯菌株(图1),尤其是自养光合固碳微生物,并量化它们在不同生态系统中的生物活性、代谢机理、铁-硫元素地质历史演化与现代环境元素生物地球化学循环中的重要贡献。未来需结合多尺度、跨学科的研究方法进一步深入挖掘铁-硫元素耦合代谢机制,包括前沿光谱表征与成像技术、生物地球化学模型、相关种群原位量化分析和环境基因组学分析等。

华中农业大学资源与环境学院万彪教授为该论文第一作者,德国图宾根大学Muammar Mansor研究员为论文通讯作者,资源与环境学院谭文峰教授和冯雄汉教授给予了意见指导。

审核人:谭文峰

 

 

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