我国学者在地球生物硫循环研究方面取得新进展

　　

图 异化硫酸盐还原产生零价态硫：A. 微生物介导的硫循环与异化硫酸盐还原产零价态硫（S₀）新途径；B. 异化硫酸盐还原产物　　

　　在国家自然科学基金项目（批准号：42161160306、41922049）等资助下，中山大学汪善全教授团队在地球生物硫循环研究中发现新的硫酸盐还原途径，相关成果以“微生物硫酸盐异化还原产生零价态硫(Generation of zero-valent sulfur from dissimilatory sulfate reduction in sulfate-reducing microorganisms)”为题，于2023年5月8日发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上。论文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2220725120。

　　微生物介导的异化硫酸盐还原(dissimilatory sulfate reduction, DSR)过程是地球上最古老、最重要的微生物代谢过程之一，对全球硫、碳、氧、铁等元素循环起着关键作用。传统DSR途径被认为是硫酸盐还原产生硫化物，而厌氧环境中由硫化物氧化形成零价态硫(zero-valent sulfur, ZVS)。但越来越多的研究发现传统DSR过程难以解释众多的硫循环相关的地球生物化学过程，包括ZVS相关的卤代有机物非生物脱卤、厌氧甲烷氧化、含硫矿物形成等重要地球生物化学转化过程。为了揭示DSR代谢可能存在的新途径，研究团队克服了硫代谢物定性与定量分析挑战，结合了微生物组学分析与放射性硫同位素标记等多种技术手段，发现并证实了DSR产生ZVS新途径（图）。DSR中约9%的硫酸盐还原为S₈等多种形式的ZVS，进一步大数据分析与实验室培养实验揭示了陆地与海洋环境中存在大量依赖DSR产ZVS的微生物种群，凸显了DSR产ZVS新途径在全球硫元素循环中的重要作用。

　　这一硫循环新途径的发现有助于理解全球陆地与海洋环境中硫元素与相关元素循环过程，进一步促进了对硫元素生物地球化学循环相关的物质转化及地球表层环境与气候变化的认识。