西北农林科技大学教授团队发表《PNAS》论文

本文针对奶牛瘤胃微生物发酵过程中甲烷这一主要温室气体的排放机制尚不明确的问题，西北农林科技大学研究团队开展了深入研究。研究以304头泌乳期荷斯坦奶牛为对象，整合多组学数据并构建甲烷排放的人工神经网络预测模型，通过孟德尔随机化分析鉴定出三种可降低甲烷排放的普雷沃氏菌属（Prevotella），其中布氏普雷沃氏菌减排效果最突出。机制解析发现，宿主肝脏代谢产物6-羟基褪黑素是提升瘤胃内布氏普雷沃氏菌丰度的关键调节因子。全基因组关联分析将瘤胃6-羟基褪黑素水平与ITFG2等候选基因的SNP位点关联，RNA干扰实验表明敲低ITFG2基因可激活mTORC1信号通路，促进肝脏合成6-羟基褪黑素。研究最终筛选出ITFG2基因的特定位点SNP作为区分高、低甲烷排放奶牛的关键遗传标记。该研究从分子层面揭示了奶牛遗传基因影响甲烷排放的调控链条，为高效低碳奶牛的精准选育及绿色养殖提供了理论依据与技术支撑。结论表明，奶牛通过遗传机制调控肝脏合成6-羟基褪黑素，增加瘤胃中布氏普雷沃氏菌丰度，从而有效降低甲烷排放。