近日，位於四川成都的農業農村部沼氣科學研究所厭氧微生物創新團隊聯合荷蘭瓦赫寧根大學等多家單位，發現並分離培養了一株非廣古菌門的新型產甲烷古菌，同時證實了該古菌可以代謝甲醇和氫氣等物質產生甲烷，但不具有發酵生長能力。北京時間7月24日，相關研究成果刊登在國際頂尖學術期刊《自然（Nature）》雜誌。
該微生物如何被發現？研究成果有何意義？7月24日，記者采訪了該研究第一作者巫可佳和周雷。
產甲烷古菌
團隊持續研究多年
研究成果兩次刊登《自然雜誌》
產甲烷古菌是一種能夠自身產生甲烷的微生物，早在35億年前就存在於地球上了，這種古菌在地球生命起源進化、全球氣候變化和碳素循環中起著重要作用。
此前該團隊發現了直接吃原油產甲烷新古菌，並提出了第五條產甲烷途徑，該研究成果於2022年刊登在《自然》雜誌。2年後，該團隊新的研究成果再次登上《自然》雜誌。
“上次研究是產甲烷古菌代謝類型上一個突破，此次是分類學上的突破。”巫可佳介紹，傳統觀點認為產甲烷古菌隸屬古菌域廣古菌門，近年來通過高通量測序的宏基因組學研究，提出自然界中廣泛分布著非廣古菌門的產甲烷古菌，並推測這些新型產甲烷古菌還具有發酵生長、硫氧化等非甲烷代謝潛能。
2018年，該團隊從勝利油田采集到的樣品裏，發現了這類古菌，並展開了研究實驗，去證實是否具有文章所說的功能。
生長周期慢
厭氧微生物培養不易
“基因組測序上的推測，跟微生物實際表現出來的情況可能是不一樣的。” 巫可佳說，除了代謝甲醇、甲胺等物質，更想證實這類古菌是否能代謝糖、氨基酸等物質。
厭氧微生物的研究比好氧微生物研究更耗費時間，她介紹，好氧類微生物生長周期可能隻需要幾天，而厭氧類微生物生長緩慢，要一個月左右，才能開始後續實驗，從而導致實驗周期更長。此外，厭氧微生物培養過程中必須保障是完全無氧的環境，科研人員在試驗操作過程中，也要更小心。
“有時候培養著可能突然不生長了，也就意味著試驗失敗了，又要重新開始。” 另一位共同第一作者周雷說，為了保障實驗結果的準確性，每次都要大量重複地多批次實驗，而在實驗的過程中，大多數時候都是失敗的，“隻有無數次的失敗，才能更接近成功。”
新發現擴展了產甲烷古菌分類
據悉，該研究曆時7年，利用自主研發的雞尾酒分離法，首次分離獲得佛斯特拉門古菌純培養物（Methanosuratincola petrocarbonis LWZ-6）。通過碳13同位素標記、納米離子探針、膜脂分析等方法，證實了該古菌具有氫依賴代謝甲基類物質產甲烷的生理功能，但不具有發酵生長能力。
巫可佳回憶說，2021年時，實驗證明了該類古菌能夠產甲烷，隨後又花了很多時間，證明了不能代謝糖、氨基酸等物質，“最終得到結論時有一點點難過，但很快就接受了，不管是證是還是證否，都是科學工作的一部分。”
她還說，此次研究成果在產甲烷古菌分類學上是一個創新，擴展了菌種資源庫，也可以作為研究全球甲烷示範、溫室效應等材料基礎。
此外，農業農村部沼氣科學研究所所長孟海波研究員指出，該研究發現的新型產甲烷古菌，是我國在厭氧古菌資源領域的一個重大發現和突破，將助力全球碳循環機理和低碳技術研究。
來源：封麵新聞
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