近日，我院与荷兰瓦赫宁根大学联合培养研究生巫可佳（2019级博士）和我院研究生周雷（2019级硕士/2023级博士）以第一和并列第一作者身份，在国际期刊Nature上发表了“Isolation of a methyl-reducing methanogen outside the Euryarchaeota”的研究论文（论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07728-y）。

甲烷既是全球第二大的温室气体，也是绿色可再生的清洁能源。全球大气生物甲烷主要由产甲烷古菌产生，这类古菌是有机物降解产甲烷代谢（俗称“沼气发酵”）的关键功能微生物，在地球碳循环中发挥着重要的作用。过去的观点认为产甲烷古菌隶属古菌域广古菌门（Euryarchaeota）。近年来基于高通量测序的宏因组学研究，提出自然界中广泛分布着非广古菌门的古菌, 并推测这些新型古菌具有发酵生长、硫氧化等非甲烷代谢潜能。但迄今为止，这些古菌处于“暗物质”状态，一直没有纯培养物，无法进一步研究它们生理生态功能。

巫可佳和周雷等利用鸡尾酒分离法，首次纯化获得Verstraetearchaeota（佛斯特拉门）古菌纯培养物 Methanosuratincola petrocarbonis  LWZ-6。通过13C-同位素标记、模拟培养、NanoSISM和膜脂分析，证实了该古菌具有氢依赖代谢甲基化合物产甲烷的生理功能，但不具有发酵生长能力。该研究发现的新型产甲烷古菌，将为研究全球碳循环机理和低碳技术研发提供了新型生物资源基础。这也是我国首次在顶级期刊发表厌氧微生物分离培养的报道，是我国在厌氧古菌资源领域的一个重大突破。

我院沼气科学研究所承磊研究员、荷兰瓦赫宁根大学Diana Sousa教授是本文的共同通讯作者。这是沼科所与荷兰瓦赫宁根大学联合研究生资助项目首次在《Nature》发表研究论文，是我院研究生高质量培养的典型案例。

承磊研究员是两位研究生的导师，他前期指导的2名研究生（2017级硕士周卓和2021级博士研究生付琳），也曾以第一作者身份在Nature上发表“Non-syntrophic methanogenic hydrocarbon degradation by an archaeal species”的研究论文（Doi: 10.1038/s41586-021-04235-2）。

该研究得到国家自然科学基金、院科技创新工程、四川省科技创新群体等项目资助。

图1 Verstraetearchaeota古菌的分离培养及其菌体形态