智慧畜牧業(yè)團(tuán)隊(duì)揭示3-硝基丙醇和延胡索酸在調(diào)控奶牛丙酸和甲烷生成中的協(xié)同作用

　　近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所智慧畜牧業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研究揭示了3-硝基丙醇和延胡索酸在體外調(diào)控奶牛丙酸和甲烷生成的協(xié)同作用。相關(guān)研究成果發(fā)表在《應(yīng)用與環(huán)境微生物學(xué)（Applied and Environmental Microbiology）》（IF=4.792）。

 

　　溫室效應(yīng)問題日益嚴(yán)峻，減少溫室氣體排放受到國(guó)際社會(huì)的高度重視。反芻動(dòng)物在消化過程中產(chǎn)生的甲烷不僅加劇了溫室效應(yīng)，還造成了飼料能量浪費(fèi)。3-硝基丙醇作為一種甲烷抑制劑，能有效減少反芻動(dòng)物的甲烷排放。然而，當(dāng)它抑制甲烷排放時(shí)，氫氣的排放急劇增加，造成飼料資源的浪費(fèi)。延胡索酸是丙酸生成的前體物質(zhì)，可以促進(jìn)動(dòng)物體內(nèi)氫代謝流向丙酸。為抑制反芻動(dòng)物甲烷排放，提高飼料效率，智慧畜牧業(yè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研究了聯(lián)合添加3-硝基丙醇和延胡索酸對(duì)甲烷生成、瘤胃發(fā)酵和瘤胃菌群的影響。

 

　　為探究3-硝基丙醇和延胡索酸對(duì)丙酸和甲烷生成的影響，研究人員進(jìn)行了體外模擬瘤胃發(fā)酵試驗(yàn)，通過瘤胃發(fā)酵參數(shù)分析、16S rRNA基因測(cè)序分析，發(fā)現(xiàn)聯(lián)合添加3-硝基基丙醇和延胡索酸可以顯著降低甲烷排放并提高丙酸產(chǎn)量。3-硝基丙醇和延胡索酸的聯(lián)合添加產(chǎn)生了更多的丙酸和更低的乙酸/丙酸比，從而改變了瘤胃發(fā)酵模式，更多的代謝氫可能被轉(zhuǎn)移到丙酸鹽的生產(chǎn)中。

 

　　研究還發(fā)現(xiàn)，聯(lián)合添加3-硝基丙醇結(jié)合延胡索酸也可以通過調(diào)節(jié)細(xì)菌和古菌的群落結(jié)構(gòu)來減少甲烷的產(chǎn)生。與單獨(dú)使用3-硝基丙醇相比，3-硝基氧丙醇與延胡索酸的組合能夠額外抑制甲烷生成，并且更多的代謝氫被轉(zhuǎn)移到丙酸的生產(chǎn)中，緩解了由于抑制甲烷排放所增加的氫氣積累，為減少甲烷排放開辟了新路徑。

 

　　牧醫(yī)所碩士研究生劉子豪、博士研究生王坤為論文第一作者。趙一廣助理研究員和熊本海研究員為通訊作者。該研究得到了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)課題項(xiàng)目的支持。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/ 10.1128/aem.01908-21