pH and thiosulfate dependent microbial sulfur oxidation strategies across diverse environments
Notice bibliographique
Résumé
Sulfur oxidizing bacteria (SOB) play a key role in sulfur cycling in mine tailings impoundment (TI) waters, where sulfur concentrations are typically high. However, our understanding of SOB sulfur cycling via potential S oxidation pathways (sox, rdsr, and S4I) in these globally ubiquitous contexts, remains limited. Here, we identified TI water column SOB community composition, metagenomics derived metabolic repertoires, physicochemistry, and aqueous sulfur concentration and speciation in four Canadian base metal mine, circumneutral-alkaline TIs over four years (2016 – 2019). Identification and examination of genomes from nine SOB genera occurring in these TI waters revealed two pH partitioned, metabolically distinct groups, which differentially influenced acid generation and sulfur speciation. Complete sox (csox) dominant SOB (e.g., Halothiobacillus spp., Thiomonas spp.) drove acidity generation and S2O32- consumption via the csox pathway at lower pH (pH ~5 to ~6.5). At circumneutral pH conditions (pH ~6.5 to ~8.5), the presence of non-csox dominant SOB (hosting the incomplete sox, rdsr, and/or other S oxidation reactions; e.g. Thiobacillus spp., Sulfuriferula spp.) were associated with higher [S2O32-] and limited acidity generation. The S4I pathway part 1 (tsdA; S2O32- to S4O62-), was not constrained by pH, while S4I pathway part 2 (S4O62- disproportionation via tetH) was limited to Thiobacillus spp. and thus circumneutral pH values. Comparative analysis of low, natural (e.g., hydrothermal vents and sulfur hot springs) and high (e.g., Zn, Cu, Pb/Zn, and Ni tailings) sulfur systems literature data with these TI results, reveals a distinct TI SOB mining microbiome, characterized by elevated abundances of csox dominant SOB, likely sustained by continuous replenishment of sulfur species through tailings or mining impacted water additions. Our results indicate that under the primarily oxic conditions in these systems, S2O32- availability plays a key role in determining the dominant sulfur oxidation pathways and associated geochemical and physicochemical outcomes, highlighting the potential for biological management of mining impacted waters via pH and [S2O32-] manipulation.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».