四川在线记者 阚莹莹
地球深处,没有阳光也没有氧气,微生物却在这种极端环境中顽强生存,默默推动着地球碳素循环,并持续产生甲烷这种绿色能源。最近研究发现在地下深部生物圈,广泛分布着吃甲醇产甲烷的古菌。但是,它们赖以生存的甲醇从何而来,一直是一个未解之谜。
近日,农业农村部成都沼气科学研究所与日本科学家合作发现了一种合作共赢的菌群互作模式,为解答这一谜题提供了新的线索,相关成果于近日发表在《Nature》(《自然》)上。
我国科学家前期从地下油藏先后分离获得了厌氧细菌新科物种(嗜甲酸赵氏杆菌),以及吃甲醇产甲烷的厌氧古菌新科物种(胜利甲烷嗜热微球菌)。嗜甲酸赵氏杆菌是一位“酿假酒大师”,它可以巧妙地将有机物厌氧降解产生的甲酸“酿造”成甲醇。这位大师虽会酿酒却不胜酒力,随着甲醇的积累,整个酿造过程会逐步停滞。胜利甲烷嗜热微球菌虽不会酿酒,却是专门吃甲醇的“醉翁”。它的出现,不仅解决了甲醇累积的问题,协助嗜甲酸赵氏杆菌持续酿甲酸产甲醇,还将甲醇转化为甲烷,持续生成天然气。此前,细菌和古菌互作产甲烷(被称为“互营代谢”)主要依赖于微生物之间的氢气、甲酸或电子传递,而此次发现的种间甲醇转移是一种新的菌群互作产甲烷模式。
此外,嗜甲酸赵氏杆菌通过全新的甘氨酸—丝氨酸循环介导的代谢途径产生甲醇,这也是首次在微生物细胞内发现。
农业农村部成都沼气科学研究所相关负责人表示,本项研究不仅丰富了深部生物圈的碳循环认知,为地下甲基化合物的生物来源提供了新的线索,也为未来开发“地下沼气工程”和碳减排新技术开发提供了新的思路。