甲烷是主要的溫室氣體之一，而來自畜牧業(yè)的甲烷排放是其源頭之一。近日，我國科研人員在反芻動物瘤胃纖毛蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了新型產(chǎn)氫細胞器——氫小體，并闡明了瘤胃纖毛蟲調(diào)控反芻動物甲烷排放的核心機制，為畜牧業(yè)綠色低碳發(fā)展提供新的理論支撐。相關研究成果于北京時間5月1日發(fā)表在國際學術期刊《科學》上。
“全球甲烷排放的增加主要源于人類進行的畜牧業(yè)、水稻種植、化石能源生產(chǎn)與利用等活動，其中牛、羊等反芻動物排放的甲烷占全球人為甲烷排放量的30%以上?！闭撐耐ㄓ嵶髡?、中國科學院水生生物研究所研究員繆煒介紹，反芻動物甲烷主要源于其瘤胃內(nèi)微生物厭氧發(fā)酵，其中原生動物纖毛蟲在瘤胃微生物總量中占比最高可達50%，與反芻動物甲烷排放密切相關。
瘤胃纖毛蟲中的新型產(chǎn)氫細胞器——氫小體。（研究團隊供圖）
到底誰在牛羊胃里制造甲烷？為進一步解析瘤胃纖毛蟲影響反芻動物甲烷排放的機制，中國科學院水生生物研究所聯(lián)合南京農(nóng)業(yè)大學、江漢大學、吉林農(nóng)業(yè)大學、西北工業(yè)大學等組成研究團隊，建成包含多毛類纖毛蟲（纖毛覆蓋整個細胞）和少毛類纖毛蟲（纖毛僅覆蓋細胞口區(qū)域）兩大類、共6科18屬的瘤胃纖毛蟲基因組資源庫，并構建了多種瘤胃纖毛蟲體外厭氧培養(yǎng)方法，建立了瘤胃纖毛蟲活體種質(zhì)資源庫。
不同瘤胃纖毛蟲影響反芻動物甲烷排放高低的機制。（研究團隊供圖）
繆煒說，在豐富的研究資源基礎上，團隊首次在瘤胃纖毛蟲體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了起源于內(nèi)膜系統(tǒng)的、具有單層膜的新型產(chǎn)氫細胞器——氫小體。氫小體中含有的氫化酶和氧還原酶，在氫氣生成和去除進入瘤胃的氧氣中發(fā)揮關鍵作用，為產(chǎn)甲烷菌提供了產(chǎn)出甲烷的底物和厭氧環(huán)境。研究證實，氫小體分布于纖毛蟲細胞中纖毛覆蓋區(qū)域，多毛類纖毛蟲的氫小體豐度遠高于少毛類，其對產(chǎn)出甲烷的貢獻也更為顯著。因此，多毛類纖毛蟲可作為反芻動物甲烷排放調(diào)控的靶標纖毛蟲物種。
繆煒表示，這一研究成果為畜牧業(yè)綠色低碳發(fā)展、研發(fā)靶向減排新技術提供了重要理論支撐。（記者侯文坤、胡喆）
