主要观点总结
文章介绍了关于生物固氮作用的研究,重点探讨了固氮微生物如何利用辉钼矿(MoS₂)中的钼(Mo)进行固氮的过程。研究通过共培养实验,探究了含Mo矿物的生物可利用性以及微生物风化并摄取矿物营养元素的潜在机制。该研究成果对于理解早期地球生物固氮过程的繁衍具有重要意义。
关键观点总结
关键观点1: 固氮微生物通过固氮酶催化将大气中的氮气还原为活性氨氮,是地球上生物可利用氮的主要来源。
大多数固氮微生物使用Mo依赖型固氮酶进行固氮。
关键观点2: 辉钼矿可以作为Mo源,支持不产氧光合微生物在厌氧固氮条件下的生长。
辉钼矿中Mo的生物可利用性与该菌株的固氮效率直接相关。
关键观点3: 不产氧光合微生物主要通过分泌金属载体和表达相关转运蛋白,从辉钼矿中获取Mo离子,完成氮的固定过程。
共培养实验表明微生物与辉钼矿的相互作用有助于微生物从矿物中获取金属元素。
关键观点4: 本研究为早期固氮微生物摄取矿物中的Mo元素进行氮的固定提供了机理上的解释,对太古宙贫Mo海洋中生物固氮过程的繁衍提供了合理的假说。
该研究对于现代陆地相似环境中的固氮作用具有指导意义。
文章预览
导读 生物固氮作用是指固氮微生物通过固氮酶催化,将大气中的惰性氮气(N₂)还原为活性氨氮(NH₃)的过程,这一过程是地球上生物可利用氮的主要来源。固氮酶是一种金属酶。由于以FeMo-co作为金属活性中心的Mo依赖型固氮酶具有较高的催化效率,大多数固氮微生物使用Mo依赖型固氮酶进行固氮,而金属钒(V)和铁(Fe)则可作为替代的金属辅助因子。 与现代海洋中含有丰富溶解态M o不同, 太古宙海洋中溶解态Mo含量极低,少量Mo来源于海底热液喷口等环境,而Mo主要赋存于辉钼矿(MoS₂)、黄铁矿(FeS₂)等硫化物矿物结构中 。在厌氧环境下,这些矿物被认为难以被微生物所利用。传统观点认为,由于太古代海洋富Fe,故Fe依赖型固氮酶的起源早于Mo和V依赖型固氮酶。然而,中太古代氮同位素地质记录与微生物分子钟模型结果均
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