南京农业大学破解畜牧业甲烷减排密码

5月1日，南京农业南京农业大学毛胜勇教授团队在国际顶尖期刊《科学》发表研究，大学首次在牛、破解排密羊等反刍动物的畜牧瘤胃纤毛虫中发现一种全新的产氢细胞器——“氢小体”，揭开了困扰科学界180余年的业甲甲烷排放谜题。

甲烷是烷减仅次于二氧化碳的第二大温室气体，其温室效应约为二氧化碳的南京农业23倍。反刍动物排放的大学甲烷占全球人为甲烷排放量的30%以上，既是破解排密气候变暖的重要推手，也意味着大量饲料能量白白浪费。畜牧瘤胃是业甲反刍动物消化饲草的核心器官，其中的烷减纤毛虫生物量最高可达微生物总量的50%，但长期以来，南京农业其作用机制如同一个难以打开的大学“黑箱”。

研究团队联合中国科学院水生生物研究所、破解排密西北工业大学等单位，历时5年攻关，依托“万种原生生物基因组计划（P10K）”，自主开发了基因组去污染技术，成功构建了包含450个基因组的全球最大瘤胃纤毛虫基因组资源库，并建立了3种瘤胃纤毛虫的厌氧培养方法。基于这一资源库，团队明确了纤毛虫由6科18属构成，分为“多毛类”（全身覆盖纤毛）和“少毛类”（仅口部有纤毛）两大功能类群。

更具颠覆性的是，团队首次在瘤胃纤毛虫中发现了一种全新的产氢细胞器——氢小体。它不同于传统认知中起源于线粒体、具有双层膜的产氢体，而是起源于内膜系统、具有单层膜的全新结构，兼具生产氢气和清除氧气的双重功能。氢小体主要定位于纤毛基部，全身覆盖纤毛的多毛类纤毛虫的氢小体数量比少毛类高出数十倍，因而驱动甲烷生成的能力更强，是调控甲烷排放的关键干预靶点。

在数据验证层面，团队整合分析了全球近2000个瘤胃宏组学数据，并结合百头奶牛的实地甲烷排放测定，证实了纤毛虫丰度与甲烷排放量之间的强相关性。基于这些发现，未来可通过抑制氢小体功能或精准调控多毛类纤毛虫群落，从源头降低甲烷排放，实现畜牧业绿色低碳发展。

（来源 ：新华日报）