產(chǎn)甲烷古菌是地球上生命起源最早的一類原核微生物，是全球大氣甲烷排放的主要貢獻(xiàn)者，也是缺氧環(huán)境有機(jī)質(zhì)降解產(chǎn)甲烷(俗稱沼氣發(fā)酵)的關(guān)鍵功能微生物。過(guò)去的觀點(diǎn)認(rèn)為，這種沼氣發(fā)酵過(guò)程需要細(xì)菌和古菌的互營(yíng)代謝，才能協(xié)同完成復(fù)雜有機(jī)質(zhì)的降解與甲烷的產(chǎn)生。并且這種古菌僅能通過(guò)乙酸發(fā)酵、二氧化碳還原、甲基裂解和氧甲基轉(zhuǎn)化等四條途徑產(chǎn)生甲烷。

該研究通過(guò)穩(wěn)定碳同位素標(biāo)記培養(yǎng)、宏基因組和宏轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和高分辨質(zhì)譜分析，證實(shí)了一種新型的產(chǎn)甲烷古菌(Ca. Methanoliparum)可以直接氧化長(zhǎng)鏈烷基烴，并通過(guò)β-氧化、伍德-永達(dá)爾(Wood-Ljungdahl)途徑進(jìn)入產(chǎn)甲烷代謝，而不需要通過(guò)互營(yíng)代謝來(lái)完成，從而提出第五條甲烷產(chǎn)生途徑。該研究完善了碳素循環(huán)的生物地球化學(xué)過(guò)程，為枯竭油藏殘余原油的生物氣化開(kāi)采奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。

該項(xiàng)目得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程、中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)等項(xiàng)目資助。