近日，我校生命科学学院彭超老师团队在微生物学研究领域取得重要成果。相关论文《Fe(III) Mineral Encrustation Uncouples Respiration from Reproduction of the Nitrate-Reducing Fe(II)-Oxidizing Bacterium Acidovorax sp. BoFeN1》，发表在自然指数（Nature Index）期刊 Environmental Science & Technology（影响因子 12.4）上。该研究首次从细胞层面揭示了 Fe(II) 氧化引发的“呼吸代谢-细胞分裂解耦”现象，并对该现象背后的生物学机制进行了系统分析，深化了对厌氧微生物生理代谢过程的认识，也为相关生物技术的开发与优化提供了新的科学依据。

该研究综合采用厌氧微生物培养、生物化学成分分析、细胞染色、荧光显微镜观察、扫描电镜及蛋白质组学等方法，从细胞形态、生理状态和分子表达等层面，系统揭示了Fe(II)氧化对菌株生长繁殖与呼吸代谢的影响。研究发现，在Fe(II)存在条件下，该菌株细胞繁殖被显著抑制，但其硝酸盐还原和乙酸氧化代谢过程仍可持续进行甚至有所促进。进一步研究表明，在 Fe(II) 氧化发生后，多数细菌的细胞内膜仍保持完整，且与硝酸盐还原和呼吸电子传递相关蛋白的表达水平上调，解释了其呼吸代谢过程仍然活跃的原因。然而，Fe(II)氧化形成的Fe(III)矿物沉淀并包裹于细胞周质和细胞表面，可能是细胞分裂被抑制的重要原因。

该研究得到国家自然科学基金项目资助。西华师范大学为论文第一完成单位，硕士研究生张和萍为第一作者，彭超老师为唯一通讯作者。

图1 Acidovorax sp. BoFeN1 细胞在两种培养条件下培养后的扫描电镜（SEM）及能谱（EDS）分析

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.5c15463