甲烷是主要的溫室氣體之一，而來自畜牧業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發現了新型產氫細胞器——氫小體，並闡明瞭瘤胃纖毛蟲調控反芻動物甲烷排放的核心機制，為畜牧業綠色低碳發展提供新的理論支撐。相關研究成果於北京時間5月1日發表在國際學術期刊《科學》上。

“全球甲烷排放的增加主要源於人類進行的畜牧業、水稻種植、化石能源生產與利用等活動，其中牛、羊等反芻動物排放的甲烷佔全球人為甲烷排放量的30%以上。”論文通訊作者、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於其瘤胃內微生物厭氧發酵，其中原生動物纖毛蟲在瘤胃微生物總量中佔比最高可達50%，與反芻動物甲烷排放密切相關。

到底誰在牛羊胃裡製造甲烷？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合南京農業大學、江漢大學、吉林農業大學、西北工業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域）兩大類、共6科18屬的瘤胃纖毛蟲基因組資源庫，並構建了多種瘤胃纖毛蟲體外厭氧培養方法，建立了瘤胃纖毛蟲活體種質資源庫。

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發現了起源於內膜系統的、具有單層膜的新型產氫細胞器——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揮關鍵作用，為產甲烷菌提供了產出甲烷的底物和厭氧環境。研究證實，氫小體分布於纖毛蟲細胞中纖毛覆蓋區域，多毛類纖毛蟲的氫小體丰度遠高於少毛類，其對產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控的靶標纖毛蟲物種。

繆煒表示，這一研究成果為畜牧業綠色低碳發展、研發靶向減排新技術提供了重要理論支撐。