我院尹启东助理教授在Nature Water发表高水平论文

        近日，我院尹启东助理教授联合爱尔兰高威大学、北京林业大学与广东工业大学学者，以第一作者身份在 Nature Water 期刊发表研究文章，首次构建了全球范围的 EET 潜力产甲烷菌图谱。

        研究团队系统筛查了378个产甲烷菌基因组，结合蛋白质组数据库比对，解析出84株具备EET潜力的候选菌株，并结合超过500个实际厌氧消化体系样品揭示了这类产甲烷菌群在全球废水处理生态系统中的分布特性。产甲烷作用是厌氧环境中控制碳循环与甲烷排放的关键过程，不仅影响全球温室气体平衡，也决定了厌氧消化体系的能量回收效率。然而，由于产甲烷过程受热力学限制，体系常出现产气不足与稳定性差的问题。近年来，有研究发现部分产甲烷菌可不依赖氢或甲酸等扩散性载体，而是直接通过胞外电子传递 (Extracellular electron transfer, EET) 从互营细菌或导电材料获取电子，实现更高效的能量转换。这种基于EET的新型代谢模式有望成为厌氧系统性能提升的关键，然而，由于产甲烷菌纯培养难度高，互营体系构建复杂，迄今仅有少数产甲烷菌株 (<10) 被实验证实具有EET能力，且其群体多样性与生态意义仍未被系统揭示。

        该研究显著扩展了具备胞外电子传递潜力的产甲烷菌版图，并首次以全球视角系统描绘了其在全球厌氧消化系统中的分布特性和响应规律，加深了对厌氧生态系统中“EET”机制的认识。结果显示，EET相关遗传特征不仅存在于少数实验室菌株，而是广泛分布于废水处理和厌氧消化体系的主导产甲烷菌属中，并可能通过重塑共生网络而增强体系能量效率与稳定性。研究结果为构建“电活性-互营耦合”型厌氧工艺提供了理论基础。未来结合靶向富集、电化学验证与代谢组学等实验验证研究，有望实现对EET产甲烷菌的精准调控与工程化利用，从而推动厌氧碳循环与生物能源技术的可持续发展。

        全文地址见https://www.nature.com/articles/s44221-025-00524-6