图 Methanoglobus dolicholipophagus AA-75降解硬脂酸产甲烷特征。(a) 菌株AA-75利用¹³C硬脂酸，总CH₄和¹³CH₄的生成图；(b) 菌株AA-75利用¹³C硬脂酸，总硬脂酸及¹³C标记硬脂酸的消耗量，以及总CH₄和¹³CH₄的生成量图；(c) Methanoglobus dolicholipophagus AA-75的菌体形态图；(d) 菌株AA-75脂基型产甲烷代谢途径图

　　在国家自然科学基金项目（批准号：32325002、32500116、92351301、42521004）等资助下，农业农村部成都沼气科学研究所承磊研究员团队联合中国农业科学院深圳农业基因组研究所、北京大学等单位，在地下生物圈甲烷代谢研究方面取得进展。相关成果以“A single archaeon couples long-chain fatty acid oxidation to methanogenesis”为题，于2026年10月21日在线发表于《自然》（Nature）杂志。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-026-11207-x。

　　甲烷是沼气和地下天然气的主要成分。生物甲烷主要来自缺氧环境中复杂有机物的厌氧生物降解，传统观点认为，该过程依赖细菌和古菌的互营代谢，即细菌先将大分子的复杂有机物降解为小分子中间产物，古菌再利用氢气/二氧化碳、乙酸或甲基化合物等简单的C1和C2底物生成甲烷。近年来，热力学分析、宏基因组预测和富集培养研究均表明，古菌具有直接降解复杂有机物产甲烷的潜力，但尚缺乏直接的生理实验证据。

　　研究团队采集了胜利油田的油泥沙样品，通过生长特征预测、原瓶连续富集、梯度稀释及抗生素抑制等“鸡尾酒”式的定向分离策略，分阶段去除不同类型的伴生微生物，逐步建立目标古菌的相对生长优势，最终分离获得古菌Methanoglobus dolicholipophagus AA-75。该研究发现，AA-75能直接利用C7-C18的饱和脂肪酸产甲烷，也可以利用甲醇，而氢气/二氧化碳、乙酸、甲酸和甲胺等经典产甲烷底物均不能支持其生长。进一步分析表明，该古菌细胞内整合了脂肪酸β-氧化、还原性乙酰辅酶A途径（Wood–Ljungdahl途径）与产甲烷途径。此外，该菌株还携带甲醇-甲醛代谢模块，可能作为辅助路径参与C1单元代谢分配。基于上述结果，团队将该途径命名为脂基型产甲烷途径，这也是继氢营养型、乙酸营养型、甲基营养型、甲氧基型和烷基型产甲烷途径之后，古菌产甲烷的第六条新途径。

　　该研究在纯培养菌株水平证明，复杂有机物厌氧降解产甲烷过程可以在单一细胞内完成，突破了经典的互营共生范式。同时，该研究丰富了对深地碳素生物地球化学循环的认知，拓展了古菌的碳代谢功能，并为厌氧生物制造提供了新的底盘微生物资源。