2026年4月20日上午，“青藏高原新旅程新发现”系列讲座第八十八讲在观云楼907会议室举行。本次讲座由兰州大学泛第三极环境中心主办，邀请北京大学环境科学与工程学院长聘教授刘娟老师，作题为“矿物-微生物界面电子传递：冰冻圈生物地球化学循环的潜在机理纽带”的学术报告。中心相关教师、研究生到场聆听并参与交流。

矿物-微生物之间的能量流动，是介导地球元素循环、驱动生物圈与岩石圈协同演化的重要动力。在冰川、深海、深地等极端寡营养环境中，有机碳源严重不足，微生物不得不依靠矿物获取替代性能量，以维持基本生存与代谢活动。

刘娟教授的报告围绕矿物-微生物界面电子传递及其在冰冻圈的作用机理展开。她指出，界面电子传递是岩石圈与生物圈互作的核心过程，能够驱动微生物呼吸代谢、矿物转化与元素循环，对圈层协同演化具有关键意义。目前已证实的电活性微生物，可借助纳米导线、导电蛋白、螯合剂、电子穿梭体等方式，与胞外矿物完成电子交换，进而合成ATP、改变矿物生物可利用度与元素形态。在能量匮乏的极端环境里，矿物是微生物的重要能量来源，通过电子传递调控微生物群落结构与功能。

报告中，刘娟教授介绍了亚稳态铁氧化物的转化机制。团队构建的赤铁矿-希瓦氏菌光电化学体系证实，可见光可激发赤铁矿产生光生电子与空穴。结合青藏高原日照充足、太阳能资源丰富的特点，研究团队在冰川融水中检测到纳米级赤铁矿等半导体矿物，提出这类矿物可作为“太阳能板”捕获光能，为非光合微生物提供高能光电子，为解析极端环境微生物生存策略提供了全新视角。

刘娟教授还将研究延伸至冰冻圈极端环境，结合青藏高原冰冻圈实际情况，她提出冰川融化会释放大量活性铁矿物与纳米级半导体矿物，这些矿物既能为微生物提供电子与能量来源，又可通过光催化作用影响矿物-微生物界面电子传递，进而改变碳、氮、磷等关键元素的循环过程。

此次讲座系统梳理了矿物-微生物界面电子传递的前沿研究成果，搭建了微观分子机制、光电化学转化与冰冻圈宏观生态过程的交叉研究桥梁，为青藏高原极端环境生物地球化学过程研究提供了新思路与新方法。报告结束后，师生围绕极端环境中微生物电子传递途径等问题进行了深入交流，刘娟教授逐一回应并展望了多学科交叉研究方向，讲座在热烈掌声中圆满结束。