2026年6月22日上午,伟德源自英国1946伟的国际1946bv“求实导师学术沙龙”系列讲座在石油科技大楼D101成功举办。河南大学生命科学学院教授、伟德源自英国1946兼职教授蒋宏忱,以及伟的国际1946bv孔淑琼教授作专题学术报告。到场师生认真聆听,积极提问互动,学术探讨气氛浓厚。
蒋宏忱教授以《极端环境地质微生物学》为题,系统介绍了其团队在极端环境微生物驱动元素循环与生态效应方面的研究进展。报告首先阐释了地质微生物学的学科内涵,作为地质生物学的核心分支,其研究目标是各种地质环境中微生物与岩石圈、水圈、大气圈的相互作用规律。蒋宏忱教授指出,地球早期生命起源、外星生命探寻以及全球气候环境变化模拟等重大命题,均与极端环境地质微生物学研究密切相关。
蒋宏忱教授的报告重点分享了几个方面的研究成果:1,青藏高原湖泊碳循环的微生物驱动机制。研究发现,外源有机质输入可导致湖泊沉积物产生正向激发效应,且高盐湖泊的激发效应强度高于淡水/咸水湖泊;湖泊沉积物有机碳稳定性中,底物化学特征比矿物保护作用更为重要;盐度和营养条件共同调控甲烷产生及其温度敏感性。2,盐湖区耐盐促生微生物多样性与功能。研究揭示了根际与内生菌提升作物耐盐性的生理及转录调控机制,单菌和复合菌剂均能显著缓解盐害,其中复合菌剂CPDS表现出最优的促生效果。3,热泉氮-铁氧化还原耦合过程及其对条带状铁建造形成的启示。研究提出亚硝化学氧化Fe(II)生成磁铁矿的新假说,为理解前寒武纪条带状铁建造的成因提供了新视角。4,团队在微生物菌肥、禽畜养殖废弃物资源化、黑臭水体治理等方面的应用研究成果。
孔淑琼教授以《高砷水稻田甲烷释放与砷还原的耦合机制》为题,聚焦稻田系统这一甲烷排放的重点农业源。她指出,稻田约占农业甲烷排放的30%,土壤有机质经厌氧微生物作用水解发酵后形成的乙酸、CO2/H2等被产甲烷菌利用产生甲烷。甲烷氧化过程能够利用硫酸盐、硝酸盐等作为电子受体,是稻田生物地球化学循环中的关键微生物过程。
孔淑琼教授的报告以湖北江汉平原典型高砷水稻田为研究区,对比了壤土与泥土两种土壤类型中甲烷循环与砷铁代谢的耦合机制。研究发现:壤土的甲烷浓度显著高于泥土,壤土中土壤总砷显著低于泥土,但孔隙水砷浓度却显著高于泥土。壤土中存在更低的土壤总砷却更高的孔隙水砷浓度,并伴随高浓度甲烷,表明壤土中砷具有更高的可迁移性。分子层面分析显示,壤土中高芳香度组分、多酚类以及H/C<1.2的高不饱和组分被优先降解,为含砷铁氧化物还原性溶解提供电子,促进砷释放。微生物机制研究表明,壤土组富集产甲烷菌(如Methanobacterium、Methanosaeta、Methanosarcina)和甲烷厌氧氧化菌(Ca. Methanoperedens)。宏基因组分析显示,arsA、arsB、arsC等砷代谢关键功能基因以及mcrA、echA等甲烷循环关键基因在壤土中丰度显著更高。ANME-mcrA与arrA、mcrA呈显著正相关,mcrA与arrA亦呈显著正相关,表明富甲烷体系下甲烷厌氧氧化伴随产甲烷潜力增加而增强,甲烷厌氧氧化与砷还原过程耦合机制。室内厌氧培养实验进一步验证了壤土组在添加三甲胺、乙酸盐等底物后表现出更快的产甲烷响应和更高的累积量。
本次交流涵盖极端环境地质微生物学、农业生物地球化学循环等前沿方向,内容紧扣学科前沿与实际应用。两位报告人的精彩分享不仅拓展了师生的学术视野,也促进了微生物学、水文地质学与环境科学之间的交叉研究,为资环学院水文生物地球化学方向的研究注入了新的学术活力。