中国微生物学会第十二届地质微生物学学术研讨会

异化铁还原菌（dissimilatory iron-reducing bacteria，DIRB）在Fe元素和C元素的氧化还原循环耦合过程中起着重要的作用。它们可以通过氧化有机物或氢还原Fe(III)，从而在胞外形成含铁矿物，如磁铁矿和菱铁矿。然而，与研究广泛的磁铁矿相比，菱铁矿的成矿过程和机制尚不清楚。本研究采用先进的电子显微镜和同步辐射扫描透射X射线显微镜（STXM）相结合的方法，通过在NaHCO₃缓冲液中以水合氧化铁为底物培养异化铁还原菌Shewanella oneidensis MR-4，详细研究了生物成因菱铁矿的形貌、结构和原位化学特征。结果表明，在培养的前14天，Shewanella oneidensis MR-4还原水合氧化铁产生Fe²⁺，并立即与水合氧化铁反应形成磁铁矿纳米颗粒。从培养的第17天到第54天，随着细胞的生长，Fe²⁺离子越来越多地释放到溶液中，并与CO₃^2-反应形成微米大小的菱铁矿矿物，其形状分别为纺锤状、棒状、花生状、哑铃状和球状。它们由许多单晶菱铁矿板组成，这些单晶菱铁矿板从粒子的中心呈扇形散开。另外，统计发现虽然形状不同，但菱铁矿的长度和宽度一直保持一定比例增长。本研究阐明了由异化铁还原菌诱导的连续多步骤生长过程中菱铁矿的生物矿化和组装过程，同时也提供了其独特的形貌特征可能是生物成因菱铁矿的形貌学证据。

菱铁矿,异化铁还原菌,花生状,单晶菱铁矿板