甲基汞在特殊生境中的产生是研究微生物汞甲基化的新焦点，虽然通过环境关键基因鉴定（hgcAB基因簇）已表明汞的生物甲基化可能发生在很多以前未知的位点和一些未被发现的新环境如分解凋落物、森林集水区、人和动物肠道以及极端盐度和pH值环境中，但特殊生境中微生物的汞甲基化研究认识还很初期，尚无清晰的结论和共识。深海是汞的重要来源及归宿地，研究深海极端环境（高压、低温、无光、寡营养）中汞的甲基化过程对汞的生物地球化学循环非常重要。然而，深海典型环境如沉积物是否为甲基汞的潜在“热点”的生成位点还未知。因此，探究深海极端环境下微生物的汞甲基化能力、过程、机制是亟待解决的关键问题。

本研究通过关键功能基因筛选到可能具备汞甲基化能力的深海微生物，优化其常压及高压培养条件，探究了对无机汞暴露的耐受能力，通过汞形态分析的方法验证其是否具有汞甲基化的能力，并通过比较蛋白组学研究了其可能的汞甲基化机制。首先，通过关键基因筛选挑选到了两株不同深海环境（深海热液区及非热液区）沉积物中分离出来的微生物，Pseudodesulfovibrio indicus (P. indicus)和Pseudodesulfovibrio profundus (P. profundus)，作为潜在汞甲基化菌；细菌培养结果显示，通过优化培养基，两株菌在常压及高压条件下均能成活，达到实验要求的生物量，对汞的耐受度可达到10 mg/L；在培养条件下，给予100 μg/L的Hg²⁺暴露，并测试其产生甲基汞的量。实验结果表明，两株菌在常压培养下均能产生甲基汞，甲基化效率分别是3.01%和6.98%，P. profundus具有更强的汞甲基化能力；Hg²⁺暴露后，目标菌可在3小时内大量吸收Hg²⁺，发生微生物汞甲基化过程后，生成的甲基汞排出胞外；差异蛋白组学分析表明，两株菌在10 MPa下培养比在常压0.1 MPa下培养的生物活性更强，高静水压引起的差异蛋白主要集中在能量供应和丙酮酸代谢，汞胁迫对细胞的能量代谢、DNA的损伤与修复、胞内物质的转运有所干扰；在添加汞后，高压引起的差异蛋白数量明显增加，在丙酮酸和硫胺素等代谢中相关蛋白上调来应对高压的胁迫。本论文从实验的角度证实了深海微生物具备汞甲基化的能力，说明深海极端环境可能是甲基汞产生的潜在特殊生境位点，对汞在深海极端环境下的生物地球化学循环的过程起到一定的启示作用。