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及瑞士的科研人員合作，在前期發(fā)現(xiàn)的基礎上，基于微生物組學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)動厭氧甲烷氧化的潛力。相關研究近日在線發(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，首個利用亞硝酸鹽驅(qū)動AOM的Methylomirabilota細菌——Methylomirabilis oxyfera被報道。雖然M. oxyfera是厭氧細菌，但是它卻通過“產(chǎn)氧反硝化”過程產(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Methylomirabilota甲烷氧化菌代謝多樣性的了解還非常有限。

　　該團隊發(fā)現(xiàn)一個富含碘泉水積累的山洞，其空氣甲烷濃度高達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擴增子測序顯示，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細菌存在。

　　同時，透射電鏡照片顯示，水面下生物被膜中存在“星型”細胞，與M. oxyfera細胞形態(tài)相似。該團隊對水下生物被膜進行了宏基因組測序，成功組裝了一個完整度大于70%的Methylomirabilota細菌基因組草圖（bin48）。

　　研究人員發(fā)現(xiàn)，雖然山洞空氣中甲烷濃度很高，但泉水中檢測不到亞硝酸鹽，并且硝酸鹽濃度也很低，因此該團隊對M. iodofontis主要代謝途徑進行了分析，發(fā)現(xiàn)M. iodofontis菌可能同時具有甲烷氧化、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AOM的活性和功能還需要進一步驗證。

　　相關論文信息：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mlf2.12033