甲烷和氧化亞氮（N2O）是重要的溫室氣體，盡管二者在溫室氣體排放中占比低于二氧化碳，然而卻具有比二氧化碳更高的增溫潛勢(shì)，因此其大氣濃度關(guān)系到全球氣候變化。濱海濕地分布于潮間帶，間歇性的潮水浸沒(méi)導(dǎo)致其土壤環(huán)境交替變換于有氧和缺氧的狀態(tài)，為二氧化碳、甲烷和N2O等溫室氣體的產(chǎn)生提供了適應(yīng)的條件。前期研究發(fā)現(xiàn)濱海濕地土壤在好氧條件下具有甲烷氧化能力，好氧甲烷氧化菌是主要貢獻(xiàn)者。而在缺氧條件下，好氧甲烷氧化菌在濱海濕地土壤的代謝機(jī)制，特別是與N2O產(chǎn)生相關(guān)的亞硝酸鹽/硝酸鹽還原過(guò)程仍需要全面系統(tǒng)探究。

　　針對(duì)以上問(wèn)題，廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所（以下簡(jiǎn)稱省科學(xué)院土壤環(huán)境所）劉芳華研究員團(tuán)隊(duì)首先通過(guò)微宇宙培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，即使在缺氧條件下，甲烷氧化能力仍然存在。RNA水平的高通量測(cè)序結(jié)果表明，甲基桿菌（Methylobacter）是缺氧甲烷氧化的潛在參與者。隨后，研究團(tuán)隊(duì)分離培養(yǎng)具有高氧親和力的甲基桿菌Methylobacter sp.YRD-M1菌株?；蚪M測(cè)序和純培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示其在缺氧條件下氧化甲烷的電子受體很可能是亞硝酸鹽。值得注意的是，該過(guò)程伴隨有少量N2O的產(chǎn)生，同樣的可能性也存在于該菌株的硝酸鹽代謝過(guò)程中。最后，通過(guò)比對(duì)分析公共數(shù)據(jù)庫(kù)信息結(jié)果顯示，類似Methylobacter sp. YRD-M1的微生物在陸地和濱海環(huán)境中分布廣泛。

濱海濕地土壤缺氧甲烷氧化示意圖

　　以上研究結(jié)果顯示，濱海濕地土壤因?yàn)閺V泛存在以甲基桿菌為代表的甲烷氧化菌，從而很有可能成為潛在的甲烷匯。但值得注意的是，需要同時(shí)監(jiān)測(cè)濱海濕地土壤N2O的排放，否則有可能顧此失彼。濱海濕地是大氣甲烷的重要自然源，深入理解濱海濕地中的甲烷缺氧氧化過(guò)程對(duì)理解控制濱海濕地甲烷排放的機(jī)制以及對(duì)減輕全球變暖具有重要意義。甲烷和氧化亞氮（N2O）是重要的溫室氣體，盡管二者在溫室氣體排放中占比低于二氧化碳，然而卻具有比二氧化碳更高的增溫潛勢(shì)，因此其大氣濃度關(guān)系到全球氣候變化。濱海濕地分布于潮間帶，間歇性的潮水浸沒(méi)導(dǎo)致其土壤環(huán)境交替變換于有氧和缺氧的狀態(tài)，為二氧化碳、甲烷和N2O等溫室氣體的產(chǎn)生提供了適應(yīng)的條件。前期研究發(fā)現(xiàn)濱海濕地土壤在好氧條件下具有甲烷氧化能力，好氧甲烷氧化菌是主要貢獻(xiàn)者。而在缺氧條件下，好氧甲烷氧化菌在濱海濕地土壤的代謝機(jī)制，特別是與N2O產(chǎn)生相關(guān)的亞硝酸鹽/硝酸鹽還原過(guò)程仍需要全面系統(tǒng)探究。

　　該工作獲得國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金聯(lián)合基金、廣東省科學(xué)院發(fā)展專項(xiàng)資金等項(xiàng)目支持，相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際土壤生物化學(xué)經(jīng)典期刊《Soil Biology and Biochemistry》（IF=8.546），省科學(xué)院土壤環(huán)境所博士后郝欽欽為論文第一作者。