日本產業技術綜合研究所(產綜研)2016年10月14日宣布,在地下深層發現了利用煤炭中的甲氧基芳香族化合物直接生成甲烷(CH4)的甲烷生成菌。據發布資料介紹,這種甲烷生成菌有可能對形成廣泛分布于煤層中的煤層氣發揮了重要作用。更多信息請點擊:,或者撥打我們的熱線電話:400-6277-838
近年來,世界各國都將煤層氣作為煤層中的非傳統型天然氣資源進行積極開發。關于煤層氣的形成,雖然煤層中生存的微生物的活動是其成因之一,但其生成甲烷的詳細機理尚不明確。
此次研究發現,從地下深處獲得的甲烷生成菌Methermicoccus shengliensis AmaM株(AmaM株)與其近親株Methermicoccus shengliensis ZC-1株(ZC-1株)可以利用煤炭中的甲氧基芳香族化合物直接生成甲烷。AmaM株至少可以使用35種甲氧基芳香族化合物,ZC-1株至少可以使用34種甲氧基芳香族化合物。
盡管人們以前已經發現了150多種甲烷生成菌,但可以使用已知甲烷生成菌的基質(誘餌)只限于單純的化合物,包括(1)氫氣和二氧化碳、(2)醋酸、(3)甲醇等甲基化合物。而且,傳統的甲烷生成途徑(代謝途徑)也與基質的種類相對應,只限于(1)二氧化碳還原路徑、(2)醋酸分解路徑、(3)甲基化合物分解路徑三種。
據產綜研介紹,此次發現的AmaM株及ZC-1株可以利用甲氧基芳香族化合物等碳數較多的化合物直接生成甲烷。而且,甲烷生成途徑方面,雖然目前尚處于研究階段,但有望成為將(1)二氧化碳還原途徑和(2)醋酸分解途徑混合起來同時進行的第4種甲烷生成途徑。
而且,產綜研在含有各種煤炭的煤炭培養基上培養了AmaM株,結果發現,AmaM株在含有褐煤、次煙煤、煙煤的培養基上生成了甲烷。從這些培養基中檢測出了數種甲氧基芳香族化合物,尤其在煤炭化程度低、檢測出甲氧基芳香族化合物較多的褐煤中,生成甲烷的特性十分顯著。
這一結果意味著,AmaM株等甲烷生成菌很可能可以將煤炭中的甲氧基芳香族化合物直接轉變成甲烷,為形成來源于微生物的煤層氣作出了重要貢獻。而且,沉積有機質中數量最多的干酪根(Kerogen)中也含有甲氧基芳香族化合物,因此甲烷生成菌有可能為煤層及地下天然氣資源的形成作出了貢獻。
產綜研今后將查明甲烷生成途徑的詳情,同時對利用甲氧基芳香族化合物的甲烷生成菌在地層中的分布,以及這種菌在天然氣資源形成過程中發揮的實質性潛力進行評估。此次的部分研究是在日本學術振興會的科學研究補貼的資助下實施的。研究成果的詳情已刊登在美國《科學》(Science)雜志的2016年10月14日號上。