新聞記者 李碗容
通訊員 江宣
北京時間2026年4月30日，最新一期國際頂級期刊《Science》（《科學(xué)》）在線發(fā)表江漢大學(xué)醫(yī)學(xué)部馮金梅教授為共一作者的重磅研究成果。論文題目為“Rumen ciliates modulate methane emissions in ruminants”（瘤胃纖毛蟲調(diào)控反芻動物甲烷排放），成為學(xué)校以一流學(xué)科建設(shè)引領(lǐng)科研創(chuàng)新的又一最新成果。
該研究解析了瘤胃纖毛蟲調(diào)控反芻動物甲烷排放的分子機制，首次發(fā)現(xiàn)了一種起源于內(nèi)膜系統(tǒng)、具有單層膜結(jié)構(gòu)的新型產(chǎn)氫細胞器——Hydrogenobody（氫小體），重塑了關(guān)于瘤胃纖毛蟲在反芻動物甲烷排放中作用的理解，為開發(fā)基于纖毛蟲的畜牧業(yè)甲烷減排提供了全新思路，具有重要科學(xué)價值與應(yīng)用前景。該成果由中國科學(xué)院水生生物研究所聯(lián)合南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、江漢大學(xué)等多所高?？蒲袌F隊合作完成，江漢大學(xué)為共同第一作者單位，這一突破對落實國家“雙碳”目標(biāo)、推動農(nóng)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型具有重要現(xiàn)實意義。
當(dāng)前，全球氣候變暖正嚴重威脅我們的健康與生存，甲烷作為短期強效溫室氣體，其暖化能力是二氧化碳的28倍，是短期氣候治理的關(guān)鍵變量。減少甲烷排放，是我國實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標(biāo)任務(wù)的迫切要求。我國畜牧業(yè)碳排放約占農(nóng)業(yè)總排放的50%，其中反芻動物甲烷排放占全球人為甲烷排放量的30%以上。如何在保障牛羊肉奶消費剛需、守護糧食安全的同時實現(xiàn)減排，成為亟待破解的課題。
針對這一核心痛點，江漢大學(xué)醫(yī)學(xué)部馮金梅教授、舒細記教授團隊聯(lián)合多機構(gòu)協(xié)同攻關(guān)，聚焦瘤胃纖毛蟲這一微生物靶標(biāo)，首次發(fā)現(xiàn)新型產(chǎn)氫細胞器，破解了反芻動物甲烷排放調(diào)控密碼，為后續(xù)減排技術(shù)開發(fā)找到了精準方向：
新資源：建立了目前最大的瘤胃纖毛蟲基因組資源庫（450個），將其分為多毛和少毛兩大類。同時突破了3種瘤胃纖毛蟲的厭氧培養(yǎng)方法，建立了活體種質(zhì)資源，為本研究的順利開展奠定了堅實基礎(chǔ)。
新發(fā)現(xiàn)：在瘤胃纖毛蟲中首次發(fā)現(xiàn)了一種起源于內(nèi)膜系統(tǒng)、具有單層膜的新型產(chǎn)氫細胞器——Hydrogenobody（氫小體）。該結(jié)構(gòu)能產(chǎn)生氫氣和清除氧氣，為瘤胃產(chǎn)甲烷菌提供底物并維持厭氧環(huán)境，可作為干預(yù)反芻動物甲烷排放的分子靶標(biāo)。
新機制：闡明了不同瘤胃纖毛蟲影響反芻動物甲烷排放高低的機制：多毛類纖毛蟲的氫小體豐度遠高于少毛類（相差數(shù)十倍），其對瘤胃產(chǎn)甲烷的貢獻也顯著大于少毛類。因此，多毛類纖毛蟲可作為干預(yù)反芻動物甲烷排放的靶標(biāo)纖毛蟲物種。
整體而言，研究挑戰(zhàn)了既有認知，提出了以“氫小體介導(dǎo)的產(chǎn)氫-除氧耦合”為核心的瘤胃纖毛蟲調(diào)控甲烷生成新路徑，闡明了不同纖毛蟲差異化影響反芻動物甲烷排放的機制，明確了干預(yù)甲烷排放的分子靶標(biāo)與關(guān)鍵纖毛蟲類群。研究為深入理解瘤胃甲烷代謝、挖掘減排新靶點奠定了基礎(chǔ)，對推動畜牧業(yè)實現(xiàn)“碳減排”目標(biāo)具有重要意義。馮金梅教授表示，團隊未來將繼續(xù)推動從“機制發(fā)現(xiàn)”到“干預(yù)方案”的轉(zhuǎn)化，讓中國智慧為全球“碳減排”和人類健康貢獻不可替代的力量。
謝斐、姜傳奇、李志鵬、馮金梅和閆小婷為論文的共同第一作者，繆煒、熊杰、毛勝勇和邱強為共同通訊作者，江漢大學(xué)舒細記教授、研究生何金英、徐勤輝、王宇嘉、肖洋等為共同參與人。該研究獲得了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金等項目的資助。
