川觀新聞記者 闞瑩瑩
近日，農業農村部沼氣科學研究所（以下簡稱「沼科所」）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種新型的產甲烷古菌，相關成果發表在【Nature】（【自然】）。
產甲烷古菌是地球上最古老的生命形式之一，大約34.6億年前就出現在地球上。在當前地球自然生態系中，產甲烷古菌扮演著重要的角色。例如，產甲烷古菌貢獻了全球70%的甲烷排放量。而甲烷是僅次於二氧化碳的第二大溫室瓦斯，其增溫效應是二氧化碳的28倍，占據全球溫室效應20%的含量。此外，產甲烷古菌參與地下有機物質轉化為甲烷和二氧化碳的過程，在全球碳迴圈中扮演著關鍵角色，每年產甲烷古菌負責固定全球2%的碳。
佛斯特拉門古菌的形態特征。圖片由受訪者提供
傳統觀點認為產甲烷古菌隸屬古菌域廣古菌門，近年來基於一些基礎研究，學術界提出自然界中廣泛分布著非廣古菌門的產甲烷古菌，並推測這些新型古菌除了產生甲烷之外，還具有發酵生長、硫氧化等非甲烷代謝潛能。
「產甲烷古菌是一類透過產甲烷獲得能量進行生長的微生物，但如果還存在發酵生長，硫氧化等非甲烷代謝能力，那麽產甲烷古菌在全球元素迴圈中的角色會發生改變。」論文通訊作者、沼科所厭氧微生物創新團隊首席科學家承磊研究員說。迄今為止，這些古菌處於「暗物質」狀態，一直沒有純培養物，因此這一觀點一直沒有被研究證實。
「暗物質」狀態指的是科學家透過測序技術得到了古菌基因組，但有基因不代表會表達出來，即不一定會在環境中起作用。因此，要證實這一觀點，則需要把古菌分離出來，獲得單個的菌株即純培養物，再進行生理功能的實驗來驗證其基因表現。
厭氧微生物創新團隊歷時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（一種非廣古菌門的產甲烷古菌）純培養物，並證實了該古菌具有氫依賴代謝甲基礎類別物質產甲烷的生理功能，但不具有發酵生長能力，這是中國科研團隊首次在頂級期刊發表厭氧微生物分離培養的報道。
位於四川的沼科所是國內唯一從事沼氣等可再生能源研究的公益性研究所，主要從事農村能源、農業工程、環境科學及其交叉領域重要科學問題、關鍵技術問題及戰略政策研究。沼科所所長孟海波研究員認為，該研究發現的新型產甲烷古菌，是中國在厭氧古菌資源領域的一個重大發現和突破，將助力全球碳迴圈機理和低碳技術研究。
在中國科學院微生物研究所東秀珠研究員看來，這一研究報道了第一個不屬於傳統的產甲烷古菌的新前進演化類群，拓展了產甲烷古菌範圍。而且這類以氫氣還原甲基物質產甲烷的古菌及其代謝途徑廣泛分布在全球缺氧的地下環境，表明它們對全球甲烷排放具有重要貢獻。
