研究发现微生物培养物中亚硝酸盐驱动的厌氧乙烷氧化

乙烷是一种被忽视的温室气体，可以被硫酸盐和硝酸盐等电子受体氧化。尽管亚硝酸盐是热力学上更可行的电子受体，但对亚硝酸盐驱动的厌氧乙烷氧化知之甚少

在《环境科学与生态技术》杂志上发表的一项研究中，通过长期运行亚硝酸盐和乙烷喂养的生物反应器，富集了能够由亚硝酸盐驱动的厌氧乙烷氧化的微生物培养物。在连续操作过程中，亚硝酸盐去除率和理论乙烷氧化率分别稳定在约25.0 mg NO2–N L−1 d−1和11.48 mg C2H6 L−1 de−1

分批试验表明，乙烷对这种微生物培养物中的亚硝酸盐去除至关重要。代谢功能分析显示，隶属于杜鹃花科一个新属的一个物种，被命名为Candidatus Alkanivoras nitrosoreducens，可能进行亚硝酸盐驱动的厌氧乙烷氧化。这篇论文对这个新颖的属作了完整的描述

基于元组学分析，尽管乙烷转化为琥珀酸乙酯（assAs）和琥珀酸辅酶a连接酶（sucCD）的基因需要进一步鉴定，但Ca.a.亚硝基还原酶编码并表达了厌氧乙烷氧化的富马酸盐加成途径和亚硝酸盐还原为N2的完全反硝化途径

系统发育亲缘关系分析显示，Ca.a.亚硝氧化菌与先前报道的能够由硝酸盐驱动的厌氧乙烷氧化的Alkanivorans Candidatus硝化还原菌之间存在遥远的遗传关系，这表明不同自然环境中的功能微生物存在差异

这项研究提供了新的证据，证明在温泉沉积物的富集培养物中发生了亚硝酸盐驱动的厌氧乙烷氧化，并描述了一个可能参与这一过程的新属

这些发现促进了我们对亚硝酸盐驱动的厌氧乙烷氧化的理解，突出了厌氧乙烷氧化在自然生态系统中先前被忽视的影响 More information: Cheng-Cheng Dang et al, Nitrite-driven anaerobic ethane oxidation, Environmental Science and Ecotechnology (2024). DOI: 10.1016/j.ese.2024.100438