厌氧甲烷氧化古菌共生机制的研究进展

　　

摘要：

厌氧甲烷氧化（AOM）是全球碳循环中的关键过程，对遏制甲烷排放和缓解气候变化具有重要作用。该过程一类主要执行者为厌氧甲烷氧化古菌（ANME），它直接或与细菌协同，将AOM与不同还原电位的最终电子受体，如硫酸盐、腐殖质、金属氧化物以及硝酸盐等耦合反应。其中，AOM与硫酸盐还原耦合反应的吉布斯自由能变化极低（ΔG°' = -17 kJ/mol），且所获得的能量需要与其共生硫酸盐还原细菌（SRB）进行有效分配，因此ANME与SRB之间的高效能量转移机制自1999年ANME发现以来一直是研究核心。本文综述了AOM及其关键微生物的研究历程，重点探讨了ANME与SRB之间的3种共生模式假说（可扩散化学中间体、零价硫、直接种间电子传输），并总结了通过环境观测或富集培养发现的ANME及其共生或伴生伙伴的系统发育多样性与潜在互作方式。这些研究不仅加深了对AOM这一关键生物地球化学过程的认识，也为全面揭示其种间互作机制并拓展其应用潜力提供了参考。