中国科学家发现并分离一种新型产甲烷古菌，学术顶刊《Nature》发文

近日，农业农村部沼气科学研究所厌氧微生物创新团队联合荷兰瓦赫宁根大学等多家单位，发现并分离培养了一株非广古菌门的新型产甲烷古菌。相关研究成果于发表在国际顶尖学术期刊《自然（Nature）》。

要理解这一重大研究成果，首先要搞清楚的是什么是古菌？基于生物的细胞结构和遗传信息的差异进行分类，生物界可以划分为真核域、细菌域，古菌域。因此，虽然古菌也像细菌一样人类肉眼不可见，但它并不是细菌，有着与细菌不同的遗传基因。它们可能是地球上第一批生物居民，35亿年前就存在于地球上，目前仍然广泛存在于自然界。

而产甲烷古菌，顾名思义是一种能够产出甲烷的古菌，是一种独特的厌氧微生物，对氧气敏感，通常在空气中暴露几分钟就会死亡。它们能够将无机或有机化合物通过厌氧发酵转化成甲烷和二氧化碳，在地球生命起源进化、全球气候变化和碳素循环中，产甲烷古菌起着重要作用。

由于产甲烷古菌在有机废弃物处理、沼气发酵中有机物分解利用等过程中发挥了重要作用，同时甲烷是导致全球变暖的第二大温室气体，因此产甲烷古菌的研究备受关注。特别是近几年来，科学家对产甲烷古菌基因组的研究，使人们从全基因组的角度、进化的角度对甲烷生物合成机理、甲烷菌的生活习性、形态结构等方面获得了更深刻的理解。

传统观点认为产甲烷古菌隶属古菌域广古菌门。近年来通过高通量测序的宏基因组学研究，提出自然界中广泛分布着非广古菌门的产甲烷古菌, 并推测这些新型产甲烷古菌还具有发酵生长、硫氧化等非甲烷代谢潜能。把这些“小家伙”从自然界各类微生物混杂在一起的“暗物质”状态中分离出来纯培养，进一步研究它们的碳代谢功能，科学家们孜孜以求，但一直未有突破。

农业农村部成都沼气科学研究所厌氧微生物创新团队历时7年，首次分离获得佛斯特拉门古菌纯培养物（Methanosuratincola petrocarbonis LWZ-6）。通过碳13同位素标记、模拟培养、膜脂分析等方法，证实了该古菌具有氢依赖代谢甲基类物质产甲烷的生理功能，但不具有发酵生长能力。

农业农村部沼气科学研究所所长孟海波研究员表示，该研究工作得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目支持，是我国在厌氧古菌资源领域的一个重大发现和突破，将为研究全球碳循环机理和低碳技术研发提供新型生物资源基础。

据悉，农业农村部沼气科学研究所（中国农业科学院农村能源与生态研究中心）于1979年经国务院批准成立，是国内唯一从事沼气等可再生能源研究的公益性研究所。基于对沼气发酵机理的研究，40多年来，科研人员不断传承创新，把厌氧微生物学科做到了国内一流、国际领先水平，建成了世界先进、国内规模最大的厌氧微生物菌种资源保藏中心，保藏厌氧微生物模式菌株1112种，世界排名前三。

作者：王颢毅 农民日报·中国农网记者 张艳玲