自然环境中，微生物驱动的汞甲基化是汞生物地球化学循环中的重要环节，其中，严格厌氧微生物如硫酸盐还原菌（SRB）、铁还原菌（FeRB）及产甲烷菌（methanogens）是汞生物甲基化的主导因素。然而，部分兼性厌氧菌和好氧菌等也具有汞甲基化的能力，且大多数被鉴定具汞生物甲基化的微生物也同时具降解甲基汞能力。这种甲基化与去甲基化的耦联反应，决定了环境中甲基汞的净产率。以往研究往往聚焦于甲基汞含量的净增（减），而忽略了对这两种耦联作用的认知和综合评估。

为此，西南大学重金属生物地球化学循环研究团队以三峡库区消落带土壤中分离筛选获得的好氧及兼性厌氧汞甲基化能力菌株（荧光假单胞菌TGR-B2和恶臭假单胞菌TGR-B4）为研究对象，设置7%、14%和21%三种氧气浓度，探究菌株的生长速率与甲基化效能，以期更加清晰全面的了解非严格厌氧微生物的汞甲基化过程。相关研究成果近期以“The efficiencies of inorganic mercury bio-methylation by aerobic bacteria under different oxygen concentrations”为题发表在国际环境类一区期刊《Ecotoxicology and Environmental Safety》（IF=6.291）。

研究结果表明：（1）两菌株均具有好氧及兼性厌氧汞生物甲基化能力；（2）根据汞甲基化动力学分析，发现菌株的汞生物甲基化均具有“两段式”特征，即产生甲基汞主导的第一阶段，以及甲基汞去甲基化主导的第二阶段。因此，我们推测好氧细菌对无机汞生物甲基化的可能机制为：（1）与受hgcA/B基因簇调控的厌氧细菌相比汞生物甲基化效率低；（2）汞生物甲基化可被视为一种被动的应激反应，这取决于细菌菌株自身的汞中毒阈值和甲基汞耐受阈值。

左图 不同iHg水平下P.fluorescensTGRB2和P.putidaTGRB4的甲基汞含量和生长曲线的变化。（A）B2-Hg0、B4-Hg0和对照NB-Hg0；（B）B2-Hg100、B4-Hg100和对照NB-Hg100；（C）B2-Hg500、B4-Hg500和对照NB-Hg500；

右图 不同氧条件下P.fluorescensTGRB2和P.putidaTGRB4的甲基汞含量和生长曲线的变化。（A）B2-O₂-7、B4-O₂-7和对照NB-O₂-7；（B）B2-O₂-14、B4-O₂-14和对照NB-O₂-14；（C）B2-O₂-2、B4-O₂-21和对照NB-O₂-21。

不同氧浓度下P.fluorescensTGRB2和P.putidaTGRB4的iHg甲基化动力学特征。（A）B2-O2-7、B2-O2-14和B2-O2-21；（B）B4-O2-7、B4-O2-14和B4-O2-21。

注：B2-O2-7、B2-O2-14和B2-O2-21分别表示在三个实验氧浓度水平下接种TGRB2；B4-O2-7、B4-O2-14和B4-O2-21分别指示在三个实验氧浓度水平下接种TGRB4

第一作者：曹丹（2017级硕士生）

通讯作者：申鸿教授；王定勇教授

通讯单位：西南大学

论文DOI：10.1016/j.envpol.2021.118449

论文全文链接：https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.111538

（重金属地球化学循环团队/供稿）