中科院亚热带农业生态研究所研究员谭支良、王敏团队以具有耐粗饲性状的湘西黄牛为研究对象，揭示了反刍动物瘤胃（即反刍动物的第一个胃）氢代谢的日粮碳水化合物驱动机制。近日，相关成果发表于《国际微生物生态学学会会刊》。
反刍动物可将人类不可食用的植物饲料转化为高营养价值的动物产品，然而，瘤胃微生物在降解碳水化合物过程中还会产生温室气体甲烷，其增温潜能值是二氧化碳的28倍。研究表明，日粮碳水化合物结构可改变瘤胃微生物的组成和功能，进而影响甲烷生成，但其中的氢代谢规律尚不明晰。
该研究率先解析了在高纤维和高淀粉日粮下，反刍动物瘤胃微生物碳水化合物降解、氢代谢和甲烷生成模式。高纤维日粮通过富集以产琥珀酸丝状杆菌为代表的纤维分解菌群，提高了纤维利用率和乙酸产量，促进了甲烷菌增殖和甲烷生成。乙酸产量增加可来自于被高纤维日粮所富集的氢营养型产乙酸菌，这成为低质日粮条件下反刍动物能量高效利用的新策略。
高淀粉日粮通过富集以嗜淀粉瘤胃杆菌为代表的淀粉降解菌群和以埃氏巨球形菌为代表的乳酸利用菌群，进一步激活了以乳酸为中间产物的丙烯酸酯途径，从而促进丙酸生成，这有助于反刍动物在高淀粉日粮条件下维持瘤胃健康。高淀粉日粮显著增强了瘤胃发酵能力，通过抑制甲烷菌增殖减少甲烷生成，导致瘤胃内溶解氢浓度累积，进而促进具有呼吸功能的氢营养型细菌增殖，提高氢能利用效率。
该研究成果进一步深化了对反刍动物瘤胃健康维持和能量获取模式的理解，为反刍动物氢代谢和甲烷生成机制提供了新见解。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41396-022-01294-9
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