中科院亞熱帶農業生態研究所研究員朱寶利和德國及瑞士的科研人員合作，在前期發現的基礎上，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，并發現該菌具有利用碘酸鹽驅動厭氧甲烷氧化的潛力。相關研究近日在線發表于《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“產氧反硝化”過程產生氧氣，并利用產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。
該團隊發現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、側壁以及水面下側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）。
研究人員發現，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，發現M. iodofontis菌可能同時具有甲烷氧化、產氧反硝化和碘酸鹽還原的潛力。但是，其利用碘酸鹽驅動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
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