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  近来，西北工业大学生命科学与技能学院“生物多样性基因组学及生物性状仿生使用”飞翔战略团队邱强教授，联合我国科学院水生生物研讨所缪炜、熊杰研讨员团队，以及南京农业大学毛胜勇教授团队，在《Science》宣布了题为“Rumen ciliates modulate methane emissions in ruminants”的研讨论文。该研讨出现解析了瘤胃纤毛虫调控反刍动物甲烷排放的细胞与分子机制，是反刍动物温室气体减排根底研讨范畴的一项严峻原创性效果。

  甲烷是全球第二大温室气体，其单位质量的增温效应约为二氧化碳的23倍。反刍动物(如牛、羊)在消化进程中经过瘤胃微生物发酵发生很多甲烷，其排放量占全球人为甲烷排放总量的30%以上，是农业温室气体的大多数来自。长期以来，瘤胃中的纤毛虫(可占微生物总量25–50%)被观察到与甲烷产值明显相关，但其详细效果机制一向不明。

  面临瘤胃样品微生物组成杂乱、基因组数据污染严峻的应战，研讨团队依托“万种原生生物基因组方案(P10K)”，开发了针对性的基因组去污染技能，成功构建了包括450个高质量基因组的瘤胃纤毛虫基因组目录，其间87%为初次取得。该目录将纤毛虫划分为前庭目(多毛类)和内毛目(少毛类)两大类，包括6科18属，为后续机制解析奠定了资源根底。

  研讨最要害打破，是团队在瘤胃纤毛虫中发现了一种全新的产氢细胞器，命名为“氢小体”。与此前已知的、源于线粒体的双层膜“产氢体”不同，氢小体起源于内膜出现，为单层膜结构，定坐落纤毛基体邻近。其内部含有共同的[FeFe]-氢化酶和黄素二铁氧还原酶，兼具发生氢气和铲除氧气的两层功用，从而为产甲烷古菌供给要害底物并保持部分厌氧环境。

  根据上述基因组资源，团队结合全球近两千个瘤胃宏基因组与宏转录组数据，以及对百头奶牛的实地测定，证明了纤毛虫与产甲烷菌丰度、甲烷排放量之间的强相关性。进一步研讨标明，因为氢小体散布于纤毛丰厚的皮层区域，全身被纤毛掩盖的前庭目纤毛虫其氢小体数量远高于仅口部有纤毛的内毛目纤毛虫，差异可达数十倍，因而对甲烷生成的推进效果明显更强。这一定论已在体外共培育试验中得到验证。

  该研讨经过构建高质量基因组资源、发现全新产氢细胞器氢小体并说明其“产氢-清氧”的两层功用机制，初次出现提醒了瘤胃纤毛虫驱动反刍动物甲烷排放的完好进程，更新了学界对瘤胃微生物ECO功用的认知。这为展开针对性的甲烷减排技能(如按捺前庭目纤毛虫或干涉氢小体功用)供给了要害理论根底与精准分子靶标，使得经过调控瘤胃微生物组完成绿色低碳饲养成为可能，对推进畜牧业可持续展开具有极端严峻意义。

  近年来，由王文教授牵头的“生物多样性基因组学及生物性状仿生使用”飞翔战略团队，聚集故意前沿科学和人类生命健康，取得了一系列具有前瞻性和严峻影响力的立异效果，以西北工业大学为榜首/通讯作者单位，已在Science(5篇)，Cell(3篇)等期刊宣布系列论文，相关效果三次当选“我国生命科学十大开展”(2019、2021和2025年)，并取得2022年度教育部自然科学一等奖、2023年度国家自然科学二等奖，表现了团队在生命科学根底研讨与多学科穿插交融方面的厚实才能与明显特征。未来团队将持续环绕动植物杂乱性状解析与仿生使用展开攻关，为相关范畴展开奉献西工大智慧。