东北大学电活性生物材料交叉研究中心在微生物腐蚀机理研究中取得突破性进展

近日，东北大学电活性生物材料交叉研究中心Derek Lovley教授和徐大可教授课题组在微生物腐蚀机理研究领域取得重要进展，首次从基因水平揭示氢气在海洋硫酸盐还原菌Desulfovibrio ferrophilus腐蚀金属过程中的核心作用。相关研究成果以“Genetic studies reveal that H₂ is a key electron donor for Desulfovibrio ferrophilus during iron corrosion”为题发表于环境领域国际顶级期刊Water Research 。医学与生物信息工程学院博士研究生李嘉欣为第一作者，导师Derek Lovley教授和徐大可教授为共同通讯作者，东北大学为第一完成单位。

D. ferrophilus是一种高腐蚀性的模式硫酸盐还原菌，关于该菌如何从金属中获取电子以支持其代谢的科学问题长期存在争议。以往研究多为通过间接证据推测其可以直接从金属获取电子，缺乏直接证据阐明其腐蚀机理。本研究通过基因编辑技术构建了氢化酶缺失菌株，限制其利用氢气的能力，结合生物学分析及电化学技术，证实氢气是铁腐蚀过程中的关键电子载体。敲除所有氢化酶后，菌株仍能利用乳酸钠为电子供体、硫酸盐为电子受体正常生长，但腐蚀速率显著降低；氢化酶缺失菌株形成的生物膜表现出腐蚀抑制性。该研究解决了关于D. ferrophilus腐蚀过程中电子传递机制的长期争议，深化了对硫酸盐还原菌腐蚀金属机制的理解，为可持续的海洋基础设施保护提供了理论支撑，为开发金属腐蚀防治策略奠定基础。

摘要图 Desulfovibrio ferrophilus腐蚀机理示意图

该研究工作获得国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年科学基金、国家重点研发计划等项目资助。