12月23日，《自然（Nature）》在線發(fā)表農(nóng)業(yè)農(nóng)村部沼氣科學(xué)研究所能源微生物創(chuàng)新團(tuán)隊的最新研究成果。該團(tuán)隊與其他科研單位合作，發(fā)現(xiàn)一種新型的產(chǎn)甲烷古菌，并證實其可以直接氧化長鏈烷基烴產(chǎn)生甲烷，突破了產(chǎn)甲烷古菌只能利用簡單化合物生長的傳統(tǒng)認(rèn)知，拓展了對產(chǎn)甲烷古菌碳代謝功能的認(rèn)知。
產(chǎn)甲烷古菌是地球上生命起源最早的一類原核微生物，是全球大氣甲烷排放的主要貢獻(xiàn)者，也是缺氧環(huán)境有機(jī)質(zhì)降解產(chǎn)甲烷（俗稱沼氣發(fā)酵）的關(guān)鍵功能微生物。過去的觀點認(rèn)為，這種沼氣發(fā)酵過程需要細(xì)菌和古菌的互營代謝，才能協(xié)同完成復(fù)雜有機(jī)質(zhì)的降解與甲烷的產(chǎn)生，并且這種古菌僅能通過乙酸發(fā)酵、二氧化碳還原、甲基裂解和氧甲基轉(zhuǎn)化等四條途徑產(chǎn)生甲烷。
該研究通過穩(wěn)定碳同位素標(biāo)記培養(yǎng)、宏基因組和宏轉(zhuǎn)錄組測序和高分辨質(zhì)譜分析，證實了一種新型的產(chǎn)甲烷古菌（ Ca. Methanoliparum）可以直接氧化長鏈烷基烴，并通過β-氧化、伍德-永達(dá)爾（Wood-Ljungdahl）途徑進(jìn)入產(chǎn)甲烷代謝，而不需要通過互營代謝來完成，從而提出第五條甲烷產(chǎn)生途徑。該研究完善了碳素循環(huán)的生物地球化學(xué)過程，為開發(fā)綠色可持續(xù)的低碳技術(shù)提供了新的路徑選擇。
該項目得到國家自然科學(xué)基金、中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程等項目資助。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-04235-2.
