我国学者与海外合作者在探寻甲烷古菌资源方面取得进展

　　

图 分离纯化Verstraetearchaeota古菌及其菌体形态

　　在国家自然科学基金项目（批准号：92051108、92351301、31970066、42203080和42207167）等资助下，农业农村部成都沼气科学研究所承磊研究员团队与荷兰瓦赫宁根大学Diana Sousa教授团队等多家机构合作，在产甲烷古菌资源多样性领域取得突破性进展，相关成果以“广古菌门以外甲基还原产甲烷古菌的分离（Isolation of a methyl-reducing methanogen outside the Euryarchaeota）”为题，于2024年7月24日在《自然》（Nature）杂志在线发表。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07728-y。

　　产甲烷古菌是地球上生命起源最早的一类原核微生物，也是有机物厌氧降解产甲烷（俗称沼气发酵）的关键微生物，是全球生物甲烷排放的主要贡献者。传统观点认为，产甲烷古菌隶属古菌域的广古菌门（Euryarchaeota），是支撑“生物三域学说”提出的两大古菌类群之一。近年来，通过DNA高通量测序研究，发现自然界中广泛分布着非广古菌门的产甲烷古菌，并推测这些新型古菌还具有发酵生长、硫代谢等非甲烷代谢潜能，暗示它们参加全球碳循环的方式更加多样化。但迄今为止，这些古菌处于“暗物质”状态，一直没有纯培养物，无法深入研究它们的碳代谢机制和生态功能。

　　科研团队历时7年，利用鸡尾酒分离法，首次纯化培养Verstraetearchaeota（佛斯特拉门）古菌，并获得单一纯培养物Methanosuratincola petrocarbonis LWZ-6。通过¹³C-同位素标记培养、NanoSISM和膜脂分析，证实了该古菌具有氢依赖代谢甲基化合物产甲烷的生理功能，但不具有发酵生长能力。这种新型厌氧微生物资源的发现，丰富了古菌生物多样性认知，也为碳素生物地球化学循环研究，以及低碳生物技术研发奠定了新型资源基础。