图 不产氧光合绿硫细菌（Chlorobaculum tepidum）在缺铁的古海洋硫化环境通过氧化黄铁矿表面硫而释放铁，促进光合作用和硫氧化
铁是所有生命活动必需的微量元素，尤其在生物光合作用与硫氧化代谢过程中具有关键作用。然而，在元古代海洋可溶性铁极度匮乏的硫化环境中，具有光合作用能力的硫氧化细菌能够大量繁衍并产生丰富的生物标志物，这一矛盾是地球科学领域未解决的谜题。传统观点认为，缺氧硫化环境中最主要的铁矿物—黄铁矿（FeS2）在低温缺氧条件下极为稳定，难以释放生物可利用的铁，光合硫氧化细菌能否直接利用这种铁源及其所采取的分子机制仍不清楚。
在尊龙凯时重大项目（批准号：42192503、42192500）资助下，中国地质大学（北京）地质微生物与生物地球化学研究中心董海良教授团队联合浙江大学、中国地质大学（武汉）研究团队，以典型的不产氧光合绿硫细菌（Chlorobaculum tepidum）为研究对象，揭示了微生物利用黄铁矿结构铁的分子机制。研究团队通过构建缺铁培养体系发现：当培养基完全缺失可溶性铁源时，绿硫细菌生长和功能显著受阻；但是当添加黄铁矿颗粒后，其生物量与硫氧化功能均显著恢复，证实了黄铁矿可作为该菌的有效铁源。进一步的机制研究表明，绿硫细菌通过独特的表面改造策略破解“铁困局”：通过代谢活动优先氧化黄铁矿表面硫组分，破坏黄铁矿晶体结构，从黄铁矿结构中释放铁，促进其生长以及光合固碳和硫氧化能力。这一发现颠覆了传统认知中黄铁矿在缺氧环境中“生物无法利用”的固有观点，首次揭示了不产氧光合硫细菌从矿物结构中获取铁营养的分子机制，为阐明厌氧微生物在铁匮乏环境中的生存策略以及在碳、硫元素循环中的作用提供了新认识。
相关成果以“硫化环境中黄铁矿促进不产氧光合硫细菌的生长及硫氧化能力（Pyrite Stimulates Growth and Sulfur Oxidation Capacity of Anoxygenic Phototrophic Sulfur Bacteria in Euxinic Environment）”为题，发表于《Science Advances》期刊。文章链接为http://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adu7080。