近日，我校应用气象学院碳氮循环与气候变化研究团队在环境科学与生态学领域、微生物生态学领域权威期刊The ISME Journal（影响因子9.52）上发表论文。本研究近日以“Active pathways of anaerobic methane oxidation across contrasting riverbeds”为题发表于The ISME Journal上。沈李东教授为论文第一作者，伦敦大学玛丽女王学院Mark Trimmer教授为论文通讯作者。我校为第一署名单位，伦敦大学玛丽女王学院为合作单位。
甲烷（CH4）对全球变暖的贡献仅次于二氧化碳（CO2），且其温室效应潜能是等摩尔CO2的20~30倍。河流不仅是陆地有机质参与生物地球化学循环的重要场所，还是水-气界面甲烷排放的热点区域，对全球碳循环具有重要贡献。一直以来，以氧气为电子受体的甲烷好氧氧化过程被认为是控制河流甲烷排放的唯一重要途径，对减少河流甲烷排放起着至关重要的作用。但同时，河流沉积物富含丰富的电子受体，这为其它甲烷氧化途径的发生创造了良好条件。
本研究以英国境内重要的河流生态系统为研究对象，利用稳定性同位素示踪手段首次发现，除甲烷好氧氧化外，河流沉积物中存在多种电子受体驱动的甲烷厌氧氧化（NO2-，NO3-，SO42-和Fe3+），其中亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化最为活跃。为更好地评估这类反应作为甲烷汇的作用，进一步利用厌氧培养结合有机同位素质谱测定了亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化微生物的甲烷同化率。根据同位素示踪结果、沉积物甲烷剖面变化特征，估算出亚硝酸盐型甲烷厌氧氧可减少河流约35%的甲烷排放通量，揭示了其是河流系统中重要的甲烷汇。此外，通过分子生物学手段识别了河流沉积物中催化亚硝酸盐型甲烷厌氧氧化的功能微生物种类。上述研究结果提升了对淡水生态系统中碳循环耦合氮循环过程的认识，丰富了淡水生态系统甲烷氧化的微生物机制。
该研究得到了国家自然科学基金和江苏省自然科学基金的支持。
论文全文链接：http://www.nature.com/articles/s41396-018-0302-y