重晶石（BaSO₄）广泛存在于海洋中，其中主量元素和微量元素的组成和同位素分布能够反映沉积过程发生时的溶液信息，可用于记录海水化学条件的变化，具有重要的地质学和环境学意义。由于大部分海水相对于重晶石而言是不饱和的，因此海水中重晶石的形成机制尚未完全清楚。本研究表明海洋细菌具有通过代谢介导的生物矿化过程来沉淀重晶石的能力。选择了一株在海洋中广泛分布的浮霉状菌Bremerella sp. T1作为模式菌株，研究其调控重晶石形成的能力及其形成机制。发现Bremerella sp. T1能够通过产生硫酸酯酶代谢含硫有机物（包括多糖、酯类等）产生硫酸根离子，调控生成微米尺度的球状重晶石。通过SEM、EDX、XRD、TEM、HRTEM、SAED等表征手段，发现Bremerella sp. T1调控的重晶石形成可能经历了以下过程：细胞表面EPS提供成核位点，吸附并聚集周围溶液中Ba²⁺，形成一种非晶富P前驱体；之后，细菌代谢产生的SO₄^2-会逐渐替代前驱体中的PO₄^3-，最终形成球状重晶石。实验结果表明海洋浮霉状菌对海洋重晶石的形成具有一定贡献。浮霉状菌介导的重晶石沉淀可以解释重晶石在水柱中的分布以及重晶石晶体在富含有机物的下沉聚集体中的出现。这一发现对重晶石和钡通量在古海洋学研究中的应用具有重要意义。
 

微生物矿化，浮霉状菌，重晶石，硫酸酯酶，有机硫酸酯