本次分享一篇由復旦大學張繼彪研究團隊在《Journal of Hazardous Materials》上發(fā)表的一篇學術論文The coupling effect promotes superoxide radical production in the microalgal-fungal symbiosis systems: Production, mechanisms and implication for Hg(II) reduction。本文的主要內容是研究微藻-真菌共生系統(tǒng)中的耦合效應如何促進超氧自由基（O₂^•? ）的產(chǎn)生,，以及這一過程對于水體中Hg(II)（汞離子）還原的潛在影響,。研究發(fā)現(xiàn),，微藻與真菌的共生關系通過增強O₂^•? 的產(chǎn)生，有助于Hg(II)的還原,，從而可能影響水環(huán)境中的汞循環(huán),。研究還探討了O₂^•? 產(chǎn)生的環(huán)境影響，以及微藻-真菌系統(tǒng)中O₂^•? 的產(chǎn)生與微生物群落結構和元素循環(huán)之間的關系,。

摘要：

       汞（Hg）的氧化還原轉化對空氣-水界面的汞交換至關重要,。然而，水體中微藻-真菌共生系統(tǒng)產(chǎn)生的超氧自由基（O₂^•? ）對Hg(II)還原的貢獻尚不清楚,。在這里,，本文研究了微藻與真菌之間耦合效應對O₂^•? 產(chǎn)生的增強潛力、調查了微環(huán)境,、微生物與O₂ ^•? 產(chǎn)生之間的關系,。此外還探討了O₂^•? 對Hg(II)還原的含義。結果顯示,，微藻和真菌的耦合效應在共生系統(tǒng)中增強了O₂^•? 的產(chǎn)生,，O₂^•? 的產(chǎn)生在湖水中的第4天達到峰值，為160.51 ± 13.06–173.28 ± 18.21 μmol/kg FW（鮮重）,。此外,，O₂^•? 表現(xiàn)出與微藻-真菌聯(lián)合體界面上溶解氧含量和氧化還原電位變化相關的晝夜波動。偏最小二乘路徑建模（PLS-PM）表明,，O₂^•? 的形成主要與微環(huán)境因素和微生物代謝過程有關,。實驗結果表明，微藻-真菌系統(tǒng)中的O₂^•? 可以介導Hg(II)的還原,，促進汞的轉化和循環(huán),。這些發(fā)現(xiàn)強調了微藻和真菌共生系統(tǒng)在水生環(huán)境中汞轉化中的重要性。

結論：

       本研究調查了微藻-真菌共生系統(tǒng)中的胞外O₂^•?產(chǎn)生,、其機制,、附著的微生物群落演替，以及對表層水體中Hg(II)還原的環(huán)境影響,。結果顯示,，耦合效應促進了微藻-真菌系統(tǒng)中O₂^•?的產(chǎn)生，CGl,、HGl和SGl中的O₂^•?濃度先是增加然后減少,，在第4天分別達到峰值173.28 ± 18.21、171.35 ± 13.16和160.51 ± 13.06 μmol/kg FW,。不同的微藻-真菌系統(tǒng)對從湖水中富集微生物群落有不同的影響；然而,，總體而言,，微生物群落的Chao1和Sobs多樣性指數(shù)呈上升趨勢,，變形菌門(Proteobacteria)、擬桿菌門(Bacteroidota)和厚壁菌門(Firmicutes)逐漸成為所有系統(tǒng)中的主要細菌,。此外,，本研究工作揭示了微藻-真菌系統(tǒng)中的微生物生長和代謝通過調節(jié)EPS、光合作用,、NADH活性和溶解氧等各種因素來介導O₂^•?的產(chǎn)生,。這項工作表明，微藻-真菌系統(tǒng)中胞外產(chǎn)生的O₂^•?可以介導Hg(II)的還原,，可能減少水中Hg的停留時間,，并增加Hg(0)向大氣的釋放。研究結果強調了微藻和真菌共生系統(tǒng)在水環(huán)境中Hg轉化中的重要性,。

微電極技術應用：

1. 使用微電極傳感器（Micro 2100, Easysensor Ltd., China）來測量微藻-真菌共生體界面微環(huán)境中的溶解氧（DO）和氧化還原電位（Eh）,。

2. 通過微電極技術監(jiān)測微藻-真菌系統(tǒng)中活性氧（O₂^•?）和超氧自由基（O₂^•?）的含量，以研究OO₂^•?的產(chǎn)生過程,。

3. 微電極技術用于分析微藻-真菌共生系統(tǒng)中的微環(huán)境因子,，如DO和Eh，這些因子與O₂^•?的產(chǎn)生密切相關,。

通過這些應用,，微電極技術為理解微藻-真菌共生系統(tǒng)中O₂^•?的產(chǎn)生機制提供了重要工具，進而有助于揭示這些共生系統(tǒng)在水環(huán)境修復和污染物處理中的潛在作用,。