地球深處，沒有陽光也沒有氧氣，微生物卻在這種極端環(huán)境中頑強(qiáng)生存，并默默推動(dòng)著地球碳素循環(huán)，持續(xù)產(chǎn)生甲烷這種綠色能源。最近研究發(fā)現(xiàn)，地下深部生物圈廣泛分布著吃“甲醇”產(chǎn)甲烷的古菌。但是，他們賴以生存的甲醇從何而來一直是一個(gè)未解之謎。近日，國際權(quán)威期刊《自然》刊文，來自我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部成都沼氣科學(xué)研究所研究員承磊團(tuán)隊(duì)與日本科學(xué)家合作，發(fā)現(xiàn)了一種合作共贏的菌群互作模式，為解答這一謎題提供了新的線索。
我國科學(xué)家前期從地下油藏先后分離獲得了厭氧細(xì)菌新科物種嗜甲酸趙氏桿菌，以及吃甲醇產(chǎn)甲烷的厭氧古菌新科物種勝利甲烷嗜熱微球菌。
“嗜甲酸趙氏桿菌是一位‘釀假酒大師’，通過一種全新的途徑，巧妙地將甲酸‘釀造’成甲醇。這位大師雖會(huì)釀酒卻不勝酒力，隨著甲醇的積累，整個(gè)釀造過程會(huì)逐步停滯。勝利甲烷嗜熱微球菌雖不會(huì)釀酒，卻是專門吃甲醇的‘醉翁’，它的出現(xiàn)，不僅協(xié)助嗜甲酸趙氏桿菌持續(xù)釀‘甲酸’產(chǎn)‘甲醇’，解決了甲醇累積的問題，還將甲醇轉(zhuǎn)化為甲烷，持續(xù)生成天然氣。”承磊說。
此前，細(xì)菌和古菌互作產(chǎn)甲烷(被稱為“互營代謝”)主要依賴于微生物之間的氫氣、甲酸或電子傳遞，而此次發(fā)現(xiàn)的種間甲醇轉(zhuǎn)移是一種新的菌群互作產(chǎn)甲烷模式。此外，嗜甲酸趙氏桿菌通過全新的甘氨酸—絲氨酸循環(huán)介導(dǎo)的代謝途徑產(chǎn)生甲醇，也是首次在微生物細(xì)胞內(nèi)發(fā)現(xiàn)。
“這種轉(zhuǎn)化過程面臨的熱力學(xué)限制，通過與產(chǎn)甲烷菌勝利甲烷嗜熱微球菌的合作得以克服。本項(xiàng)研究不僅豐富了深部生物圈的碳循環(huán)認(rèn)知，為地下甲基化合物的生物來源提供了新的線索，也為未來開發(fā)‘地下沼氣工程’和碳減排新技術(shù)提供了新的思路。”承磊說。( 馬愛平)
