中大新聞網(wǎng)訊（通訊員魯祺鴻）中山大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院汪善全教授團隊發(fā)現(xiàn)硫酸鹽還原菌介導(dǎo)的異化硫酸鹽還原新途徑，這一發(fā)現(xiàn)有助于理解全球陸地與海洋環(huán)境中硫元素與相關(guān)元素循環(huán)過程，進一步促進了對硫元素生物地球化學(xué)循環(huán)相關(guān)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化及地球表層環(huán)境與氣候變化的認識。
微生物介導(dǎo)的異化硫酸鹽還原(dissimilatory sulfate reduction, DSR)過程是地球上最古老、最重要的微生物代謝過程之一，對全球硫、碳、氧、鐵等元素循環(huán)起著關(guān)鍵作用。傳統(tǒng)DSR途徑被認為是硫酸鹽還原產(chǎn)生硫化物，而厭氧環(huán)境中零價態(tài)硫(zero-valent sulfur, ZVS)主要由硫化物氧化形成。但越來越多的研究發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)DSR過程難以解釋眾多的硫循環(huán)相關(guān)的地球生物化學(xué)過程，包括ZVS相關(guān)的鹵代有機物非生物脫鹵、厭氧甲烷氧化、含硫礦物形成等重要地球生物化學(xué)轉(zhuǎn)化過程。為了揭示DSR代謝可能存在的新途徑，研究團隊克服了硫代謝物定性與定量分析挑戰(zhàn)，并結(jié)合了微生物多組學(xué)分析與放射性硫同位素標(biāo)記等多種手段，發(fā)現(xiàn)并證實了DSR產(chǎn)生ZVS新途徑（圖1）。結(jié)果表明，DSR中約9%的硫酸鹽還原為S8等多種形式的ZVS，進一步大數(shù)據(jù)分析與實驗室培養(yǎng)實驗揭示了陸地與海洋環(huán)境中存在大量依賴DSR產(chǎn)ZVS的微生物種群，凸顯了DSR產(chǎn)ZVS新途徑在全球硫元素循環(huán)中的重要作用。
圖1. 異化硫酸鹽還原產(chǎn)生零價態(tài)硫：A. 微生物介導(dǎo)的硫循環(huán)與異化硫酸鹽還原產(chǎn)零價態(tài)硫（S0）新途徑；B. 異化硫酸鹽還原產(chǎn)物。
相關(guān)研究成果以“微生物硫酸鹽異化還原產(chǎn)生零價態(tài)硫(Generation of zero-valent sulfur from dissimilatory sulfate reduction in sulfate-reducing microorganisms)”為題，于2023年5月8日在線發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)期刊上。中山大學(xué)汪善全教授、魯祺鴻副教授和梁志偉博士后為該工作的共同第一作者，汪善全教授為通訊作者。
