動科所在反芻動物瘤胃甲烷減排調控機製研究方麵取得新進展
近日,動科所在國際學術期刊 Journal of Animal Science and Biotechnology(中科院農林科學一區TOP,IF=6.5)發表了題為“Near-complete inhibition of rumen methanogenesis via microbial and enzymatic modulation using a low dose of Asparagopsis taxiformiscombined with 3-nitrooxypropanol”的研究論文。動科所為論文第一完成單位,聯合培養研究生李帥為論文第一作者,李大剛研究員和閔力副研究員為論文共同通訊作者。
反芻動物腸道甲烷排放是農業溫室氣體的重要來源之一。大型海藻:紫衫狀海門冬(A. taxiformis)具有顯著的甲烷減排潛力,但其大規模應用受限於海藻資源供給和添加劑量。針對這一問題,研究團隊采用體外人工瘤胃係統和宏基因組學分析,係統評估了低劑量 A. taxiformis(0.32% DM)與3-硝氧基丙醇(3-NOP,0.05% DM)聯合添加對甲烷生成、瘤胃發酵參數及微生物功能通路的影響。
研究結果表明:低劑量 A. taxiformis與3-NOP聯合添加可使體外瘤胃甲烷生成量降低98.21%,且不影響幹物質降解率;同時促進發酵模式向丙酸型轉變,顯著降低乙酸/丙酸比。宏基因組學分析發現:聯合處理顯著降低了 Methanobrevibacter和 Ruminococcus等菌屬豐度,提高了Prevotella、Treponema、Eubacterium和 Selenomonas等與丙酸生成相關菌屬的豐度;在功能層麵,下調了氫營養型和甲基營養型甲烷生成途徑中的關鍵酶(甲基輔酶M還原酶和四氫甲烷蝶呤S-甲基轉移酶),從微生物組成和酶功能兩個層麵阻斷甲烷生成關鍵步驟。
該研究表明:低劑量A. taxiformis與3-NOP聯合添加能夠在顯著降低海藻用量的同時維持接近完全抑製甲烷生成的效果,為推動反芻動物綠色低碳養殖提供了新的理論依據和技術思路。
本研究得到了高水平農科院建設專項(NYQS202613)、廣東省基礎與應用基礎研究基金(2026A1515010802)、廣東省現代農業產業技術體係創新團隊項目(2024CXTD13)、國家留學基金委(202408440440)和廣東省科協青年科技人才托舉工程(SKXRC2025487)等資助。
原文鏈接:doi: 10.1186/s40104-026-01430-x


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