中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員朱寶利和德國(guó)及瑞士的科研人員合作，在前期發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，基于微生物組學(xué)分析和代謝通路重建，從富含碘泉水的山洞內(nèi)生物被膜宏基因組中，組裝了一株新型厭氧甲烷氧化細(xì)菌——Candidatus Methylomirabilis iodofontis的基因組草圖，并發(fā)現(xiàn)該菌具有利用碘酸鹽驅(qū)動(dòng)厭氧甲烷氧化的潛力。相關(guān)研究近日在線發(fā)表于《微生物》。
甲烷是重要的溫室氣體，以20年為尺度，其溫室效應(yīng)潛能約是二氧化碳的85倍，微生物厭氧甲烷氧化（AOM）是重要的甲烷匯。10多年前，首個(gè)利用亞硝酸鹽驅(qū)動(dòng)AOM的Methylomirabilota細(xì)菌——Methylomirabilis oxyfera被報(bào)道。雖然M. oxyfera是厭氧細(xì)菌，但是它卻通過(guò)“產(chǎn)氧反硝化”過(guò)程產(chǎn)生氧氣，并利用產(chǎn)生的氧氣完成好氧甲烷氧化。目前，人們對(duì)Methylomirabilota甲烷氧化菌代謝多樣性的了解還非常有限。
該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)富含碘泉水積累的山洞，其空氣甲烷濃度高達(dá)3000ppm，在山洞頂部、側(cè)壁以及水面下側(cè)壁形成了大量的生物被膜。16S rRNA擴(kuò)增子測(cè)序顯示，生物被膜中含有多種好氧甲烷氧化菌，而在水面下側(cè)壁生物被膜中還有較高豐度的Methylomirabilota細(xì)菌存在。
同時(shí)，透射電鏡照片顯示，水面下生物被膜中存在“星型”細(xì)胞，與M. oxyfera細(xì)胞形態(tài)相似。該團(tuán)隊(duì)對(duì)水下生物被膜進(jìn)行了宏基因組測(cè)序，成功組裝了一個(gè)完整度大于70%的Methylomirabilota細(xì)菌基因組草圖（bin48）。
研究人員發(fā)現(xiàn)，雖然山洞空氣中甲烷濃度很高，但泉水中檢測(cè)不到亞硝酸鹽，并且硝酸鹽濃度也很低，因此該團(tuán)隊(duì)對(duì)M. iodofontis主要代謝途徑進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)M. iodofontis菌可能同時(shí)具有甲烷氧化、產(chǎn)氧反硝化和碘酸鹽還原的潛力。但是，其利用碘酸鹽驅(qū)動(dòng)AOM的活性和功能還需要進(jìn)一步驗(yàn)證。
相關(guān)論文信息：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mlf2.12033