碱性-盐碱湿地来源氢营养型产甲烷菌Methanobacterium sp. ACI-7全基因组测序及代谢特征解析

来自美国内布拉斯加大学的研究团队针对全球碳循环关键参与者——氢营养型产甲烷菌（hydrogenotrophic methanogens），从钙碳酸盐碱性湿地富集培养物中分离获得Methanobacterium sp. ACI-7菌株，完成其2.24 Mb环形染色体测序，鉴定出2,366个蛋白编码基因及完整产甲烷途径（Wolfe cycle）关键酶基因，为极端环境微生物驱动碳循环机制研究提供重要资源。

　　

在碱性-盐碱湿地这片特殊生态系统中，隐藏着一类能够将氢气与无机碳转化为甲烷的微生物明星——氢营养型产甲烷菌（hydrogenotrophic methanogens）。科学家们从以碳酸钙为唯一无机碳源的富集培养物C2M中，成功分离出一株代号ACI-7的Methanobacterium菌株。

通过PacBio Sequel IIe平台的高精度测序，这株古菌的基因组图谱被完整绘制：一条周长2,239,949 bp的环形染色体，GC含量31.79%，携带2,366个蛋白编码基因和37个tRNA。更令人兴奋的是，基因组中发现了完整的产甲烷沃夫循环（Wolfe cycle）全套装备：从甲酰甲烷呋喃脱氢酶（formylmethanofuran dehydrogenase）到甲基辅酶M还原酶（methyl-coenzyme M reductase），这些"代谢武器库"解释了该菌株在极端环境下制造甲烷的超能力。

研究团队采用液氮研磨结合CTAB法提取高质量DNA，经Flye软件组装获得5253×覆盖度的完美基因组。CheckM评估显示99.2%的基因组完整性，GTDB-Tk分类系统将其精准锚定在Methanobacterium属。这项研究不仅为极端环境微生物资源库添加新成员，其基因组数据（GenBank CP166866）更如同解开湿地甲烷排放之谜的密钥。

值得一提的是，分离过程充满技术巧思：在含四种抗生素（100 μg/mL卡那霉素、克林霉素、四环素和250 μg/mL万古霉素）的MS Enrichment培养基中，37℃水平振荡培养的严格筛选，最终通过1.7%琼脂摇管法获得纯培养物。这些突破性工作，由NASA和美国国家科学基金会（NSF #2401050）等机构共同资助完成。