加利福尼亞州沃爾特克里克 - 二氧化碳可能是名稱最多的溫室氣體，但甲烷的效力是其20倍。2009年，美國(guó)環(huán)境保護(hù)局計(jì)算出該國(guó)人類相關(guān)甲烷排放量的20%歸因于牲畜消化過程。在澳大利亞，牲畜排放量占該國(guó)溫室氣體排放總量的12%。

為了解甲烷在畜牧業(yè)中是如何產(chǎn)生的，一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，包括澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織( CSIRO)和DOE JGI的研究人員合作，對(duì)Tammar小袋鼠內(nèi)的微生物群落進(jìn)行了測(cè)序，這是一種與食物有關(guān)的有害生物的有袋動(dòng)物。熟悉的袋鼠，其消化系統(tǒng)與反芻動(dòng)物如奶牛和綿羊的消化系統(tǒng)相比較。

在2011年6月30日的“ 科學(xué)快訊”雜志上，研究人員描述了小袋鼠腸道中發(fā)現(xiàn)的一種細(xì)菌的基因組，可以幫助解釋為什么這些澳大利亞有袋動(dòng)物的甲烷排放量低于牲畜的甲烷排放量。該信息可用于減少不僅在澳大利亞而且在全世界的牲畜的甲烷排放貢獻(xiàn)。

“我們希望在未來(lái)幾年內(nèi)，除了抑制牲畜產(chǎn)甲烷微生物豐富的策略外，我們還將確定如何增加其他細(xì)菌的生長(zhǎng)，使飼料消化和發(fā)酵保持最佳狀態(tài)并減少甲烷排放“研究資深作者馬克莫里森說，他是一位在他的家畜產(chǎn)業(yè)部工作的宏基因組學(xué)的CSIRO科學(xué)領(lǐng)袖。“我們認(rèn)為與Tammar小袋鼠的研究為我們提供了另一組細(xì)菌，除了揭示牲畜和大型動(dòng)物之間的其他關(guān)鍵差異 - 袋鼠和小袋鼠之類的有袋動(dòng)物。”

Tammar wallaby的腸道微生物組由DOE JGI根據(jù)2007年社區(qū)測(cè)序計(jì)劃組合進(jìn)行測(cè)序，部分用于比較有袋動(dòng)物腸道微生物群與其他腸道微生物群相比如何降解植物生物量，結(jié)果在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊中有所描述。美國(guó)科學(xué)院(PNAS)去年出版。DOE JGI metagenome科學(xué)家Susannah Tringe是Tammar沙丘鼠論文的共同作者，稱這項(xiàng)工作“非常巧妙，后續(xù)研究”，并指出在之前的研究中，“[研究人員]觀察到了新的未開墾的細(xì)菌小袋鼠是獨(dú)一無(wú)二的，包括一個(gè)名為WG-1的小袋鼠(對(duì)于Wallaby Group 1)。“

“這項(xiàng)新工作建立在DOE JGI腸道宏基因組項(xiàng)目不斷增長(zhǎng)的知識(shí)組合的基礎(chǔ)之上，這些項(xiàng)目針對(duì)的是生物降解生物，如白蟻后腦宏基因組和最近的牛瘤胃metagenome [ 今年早些時(shí)候在Science發(fā)表]，”Tringe說。除了公開提供這些數(shù)據(jù)集之外，DOE JGI及其合作者還提供計(jì)算工具，以進(jìn)一步豐富探索各種工業(yè)應(yīng)用的機(jī)會(huì)。“美國(guó)能源部JGI具有獨(dú)特的定位，與我們的合作者社區(qū)合作，將基因組學(xué)的力量應(yīng)用于重要的社會(huì)問題。”

CSIRO博士后Phillip Pope，Morrison和他在CSIRO的同事利用DOE JGI的宏基因組裝配使用稱為PhyloPythia的分級(jí)算法構(gòu)建了WG-1的部分草圖基因組，該算法由馬克斯普朗克信息學(xué)研究所的Alice McHardy教授開發(fā)。德國(guó)薩爾布呂肯。

“有了這個(gè)藍(lán)圖，就有可能利用代謝途徑信息來(lái)設(shè)計(jì)一種策略，將這種先前未開墾的'蟲'帶入文化中進(jìn)行更深入的研究，”Tringe說。

“我們對(duì)宏基因組數(shù)據(jù)集的初步分析，首先在PNAS文章中報(bào)道，表明在Tammar小袋鼠和其他??食草動(dòng)物中存在的微生物群之間存在關(guān)鍵的細(xì)菌和酶基差異，”莫里森說。“目前的科學(xué)論文涉及我們使用計(jì)算方法來(lái)生成分離[WG-1]所需的信息，并評(píng)估其在飼料消化和減少甲烷排放方面的潛在作用，”通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和完整的基因組測(cè)序。

Pope及其同事提出，WG-1和這組細(xì)菌更普遍地可以為改變家畜發(fā)酵的努力提供線索，以便產(chǎn)生更少的甲烷。“我們的跨國(guó)合作源于DOE JGI社區(qū)測(cè)序項(xiàng)目提供的支持。它不僅是我們更好地了解Tammar小袋鼠植物消化的微生物方面的關(guān)鍵，而且還促進(jìn)了我們對(duì)微生物世界及其在能源生產(chǎn)中的作用的認(rèn)識(shí)，“莫里森說。

美國(guó)能源部聯(lián)合基因組研究所在美國(guó)能源部科學(xué)辦公室的支持下，致力于推進(jìn)基因組學(xué)研究，以支持與清潔能源生產(chǎn)，環(huán)境特征描述和清理相關(guān)的DOE任務(wù)?？偛课挥诩永Ｄ醽喼軼alnut Creek的DOE JGI提供集成的高通量測(cè)序和計(jì)算分析，使基于系統(tǒng)的科學(xué)方法能夠應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。