中科院揭秘牛羊甲烷排放调控机理

新华社武汉5月1日电（记者侯文坤、胡喆）甲烷作为关键温室气体，其畜牧业来源不容忽视。近期，国内科研人员于反刍动物瘤胃纤毛虫体内发掘出一种新型产氢细胞器——氢小体，并成功解析了其主导反刍动物甲烷排放的机理，这为畜牧业迈向绿色低碳注入了新理论动力。该成果已于5月1日在国际顶级期刊《科学》刊发。

“全球甲烷激增主要归因于畜牧业、水稻种植及化石燃料利用，其中牛羊等反刍动物的贡献率超过30%。”缪炜（中科院水生所研究员）指出，甲烷产生于瘤胃微生物的厌氧发酵，而纤毛虫作为瘤胃微生物中占比最大（最高达50%）的群体，与甲烷排放有着密切关联。

为探究牛羊胃内甲烷的来源，中科院水生所联合多所高校组建团队，构建了涵盖多毛类和少毛类两大类、共6科18属的瘤胃纤毛虫基因组库，并研发了体外培养及活体种质保存技术，为后续研究夯实了基础。

依托这些资源，团队首次在瘤胃纤毛虫中发现了起源于内膜系统、具单层膜的新型产氢细胞器——氢小体。该细胞器内的氢化酶和氧还原酶能生成氢气并清除氧气，为产甲烷菌创造了底物与厌氧环境。实验显示，氢小体主要分布于纤毛覆盖区，多毛类纤毛虫的丰度和贡献远高于少毛类，故多毛类纤毛虫是调控甲烷排放的理想靶标。

缪炜强调，这一发现为畜牧业低碳转型及靶向减排技术的研发提供了坚实的理论依据。