​甲烷（CH₄）是一种重要的温室气体。目前全球大气中CH₄的平均浓度已达到1.920 μL L⁻¹，比工业化革命前的0.720 μL L⁻¹水平高267%。在通气良好的土壤中CH₄氧化菌对CH₄的消耗量可达到每年约30 Tg。在我国，草原是仅次于森林的CH₄的汇，但草地氧化甲烷潜力因草地类型而异，这主要取决于甲烷氧化菌类群的类型和活性。已有研究发现，草地土壤中既存在高亲和力且难培养的Upland soil cluster (USCα and USCγ)，也存在低亲和力且可培养的type I (γ-Proteobacteria) 和type II (α-Proteobacteria)的传统甲烷氧化菌。值得注意的是，最新的研究发现在系统发育上极相近USCα且并命名为Methylocapsa gorgona MG08，它既能够氧化大气中的CH₄，但也能氧化高浓度的CH₄，这为难培养的Upland soil cluster的研究提供了新的思路。但类似的研究在水稻土中曾有报道。但在草地土壤中类似的研究较为欠缺。

在本研究中，我们选择甘肃省内的黄土高原典型草地（Steppe）、青藏高原高寒草甸（Meadow）和西北内陆干旱区人工草地（Pasture）为研究对象（表1），利用室内培养实验研究了三种草原土壤对大气CH₄和高浓度CH₄的响应。同时，使用DNA稳定同位素示踪技术（DNA stable isotope probing）和高通量测序研究负责氧化CH₄的甲烷菌群落。结果表明大气CH₄的氧化仅发生在Steppe和Meadow土壤中，其中USCγ在甲烷氧化菌群落中占主导地位。Pasture土壤中因USCγ的相对丰度较低，没有表现出氧化大气CH₄的能力（图1，2）。在10%的¹³CH₄条件下的稳定同位素示踪结果发现，Steppe、Meadow和Pasture均能利用10%的¹³CH₄，且传统的Methylocaldum 和 Methylocystis变得活跃，它们利用了几乎所有的¹³CH₄进行生长繁殖（图1，3）。表明当CH₄浓度升高时，土壤中的USCγ未能吸收CH₄进行自身生长，意味着USCγ类群很可能是专性寡营养微生物，或者它们的生长需要未知的特定条件。

编译者：

王玉芳 兰州大学草地农业科技学院 在读博士生

 扫码查看原文