甲烷抑制剂的研究进展

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反刍动物瘤胃甲烷产生及调控的研究进展

中图分类号：８６３￥１．
文献标识码：Ａ
文章编号：０３６７（０００ — ０００１０－３７２１）２０４ — ４
２００９年ｌ２月７日，自１２个国家的环境部长和来９其他官员在哥本哈根召开联合国气候会议，终将控制最
１１反刍动物瘤胃内甲烷产生的生化机制．
大气温室气体浓度确定为《哥本哈根协议》的最终目标。可见，气温室气体使全球气候变暖已经给全世界带来大
了巨大危害。
在反刍动物瘤胃内甲烷生成菌与瘤胃微生物共同作用，饲料中的淀粉、维素和蛋白质分解产生乙酸、将纤
ｈｄｏａｂｎＨＦｓ、全氟烃ｙｒｃｒｏ，Ｃ）（ｅｆｏｏｈｄｏａｂｎＰｒｕｒｙｒｃｒｏ，ｌ
初阶段及旺盛阶段主要以Ｃ：ｚＯ一Ｈ还原途径为主＿７】。首先辅酶甲烷呋喃（ｔａｏｕａＭＦ活化Ｃ２其还原ｍｅｈｎｆｒｎ，）０，将
丙酸、丁酸、气和二氧化碳等，生的二氧化碳、氢产甲酸、乙酸、胺、甲胺、甲次甲醇等又在甲烷生成菌的作用下被氢气和甲酸还原生成甲烷。
１１１Ｃｚ：原途径在反刍动物瘤胃发酵的最．．０ —Ｈ还
Ｐｓ、ＨＣ）六氟化硫（ｕｆｒｈｘｎｏｉｅＳ６六种气体＿其Ｓｌｅａｕｒ，Ｆ）ｕｄ】１。中，甲烷是一种非常重要的温室气体，有非常强的吸具收红外线的能力，能够影响大气对流层中一氧化碳、臭氧等气体的浓度，而改变地球表面的能量平衡。研究进者普遍认为单位体积甲烷的温室效应是二氧化碳的２￣３００倍，其对全球气候变暖的影响作用占到１％一５２％Ｐ０Ｊ。大气中的甲烷含量每年以１％的递增速度上升，使全球温室效应加剧［３１。环境中甲烷主要来自三方面：自然环境排放、源能燃料排放、业活动排放。其中农业活动排放的甲烷主农要是由反刍动物产生。每年排放到大气中的总甲烷量为０４～０．．ｔ６亿，其中，反刍动物的排放量就达到８００万ｔ。反刍动物主要通过嗳气的方式排出甲烷，能量损失占其采食饲料总能的２％～１％旧造成了严重的能量５，损失。因此，少甲烷的产生有助于缓解全球气候变暖，减同时可使更多的能量和碳源转化为可供动物利用的挥发性脂肪酸，而降低瘤胃发酵的能量损失，高饲料从提

反刍动物瘤胃甲烷生成机制及调控措施研究进展

起着不可忽略的作用。据报道，全球反刍动物每年产生６００万ｔ甲烷，占甲烷排放总量的２８％Ｅ。此外，在反刍动物代谢过程中，瘤胃内甲烷的生成是饲料能量损失的主
要原因，占到２％～１２％。因此，有效抑制反刍动物甲烷排
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｔｈａｎｅ；ｕｍｉｒｎａｎｔ；ｍｅｔｈａｎｏｇｅｎｅｓｉｓｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ；ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｍｅｔｈｏｄ
中国草食动物科学
ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．２０９５－３８８７．２０１４．０１．０１４
２０１４经
反刍动物瘤胃甲烷生成机制及调控措施研究进展
乔升民，乔君毅，一，谭支良
甲烷是一种重要的温室效应气体，对全球气候变暖
递，在原虫的细胞膜内壁结合着许多种脱氢酶，催化各自的底物脱氢，生成ＮＡＤＨ。同时，在原虫的细胞内有一个亚细胞结构：氢化酶体，氧化ＮＡＤＨ释放Ｈ。如果瘤
胃内Ｈ积累过多会影响原虫的生长活性，而甲烷菌能利
（１．ＰｉｎｇｄｉｎｇＡｎｉｍｌａＨｕｓｂａｎｄｒｙＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＣｅｎｔｅｒ，Ｙａｎｇｑｕａｎ０４５２００，Ｓｈａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ；２．ＧｒａｄｕａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ；３．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｕｂｔｒｏｐｉｃａｌＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０１２５，Ｃｈｉｎａ）

抑制剂RVX-208的研究进展

BET bromodomain抑制剂RVX-208的研究进展一、RVX- 208综述Bromodomains已成为一个具有吸引力的靶点，用来开发目标基因转录相关的抑制剂。

bromo和extraterminal （ BET ）蛋白家族的抑制剂，最近发现在不同的疾病模型有前途的活动。

RVX - 208是Resverlogix公司正在开发的心血管疾病的潜在治疗药物，尤其是动脉粥样硬化的刺激和冠状动脉疾病。

在体外， RVX- 208刺激的APOAI转录和用剂量依赖性增加，载脂蛋白AI的mRNA和蛋白相关联。

在动物和I / II期临床试验的毒性研究表明， RVX- 208是安全的和良好耐受的多剂量方案。

等离子体暴露RVX- 208是剂量依赖性的以下单次或多次口服剂量和药物被快速吸收。

在健康志愿者和患有低HDL 胆固醇水平， RVX- 208增加的总HDL以及α-和预测试的HDL的级分是在胆固醇逆向转运途径的重要底物。

第II阶段进一步试验的结果是期待已久的确定RVX- 208是否能够通过改善患者的血浆高密度脂蛋白信息传递斑块消退。

此外， I期临床试验表明，RVX- 208可具有潜在的阿尔茨海默氏病的去除的β-淀粉样蛋白斑，这将进一步评估在一个正在进行的I / II期临床试验。

二、研究领域三、生物活性研究作为BET溴区抑制剂， RVX -208优先结合到BET蛋白中发现的第二布罗莫。

RVX- 208 ，作为载脂蛋白（APO）的AI基因表达的刺激剂，增加载脂蛋白AI的mRNA和蛋白相关联，并通过不同的途径提高胆固醇流出。

RVX- 208刺激的APOAI转录和用剂量依赖性增加，共晶体结构揭示了RVX - 208的结合方式及其合成前体和荧光恢复后漂白证明， RVX -208取代了BET蛋白的染色质。

然而，基因表达数据显示， BD2抑制仅略有影响BET依赖的基因转录。

甲烷抑制剂

甲烷抑制剂的研究应用进展反刍动物瘤胃发酵产生的甲烷以嗳气形式排出体外。

甲烷是一种重要的温室气体，对全球气候变暖的影响作用占到所有影响气候变暖因素作用的15％～20％。

全球反刍动物年排放甲烷量约占散发到大气中的甲烷总量的15％～20％。

另外，反刍动物在能量代谢过程中，因甲烷形式损失的能量占饲料总能GE的2％一15％。

因此，对反刍动物甲烷抑制剂的研究应用不仅能提高动物的能量利用效率和生产性能，还具有良好的生态效益。

1 甲烷产生机制及调控机理1．1瘤胃甲烷生成机制反刍动物的瘤胃内寄居着以反刍兽甲烷短杆菌和甲烷八叠球菌为主的产甲烷菌，它们在反刍动物出生后即存在。

瘤胃内产甲烷微生物还包括某些纤毛原虫、纤维分解菌、真菌等。

产甲烷菌在瘤胃厌氧环境下，利用其它微生物分解碳水化合物产生的乙酸、丙酸和丁酸等挥发性脂肪酸(VFA)、氢气和二氧化碳为底物产生甲烷，释放能量。

由此可知影响甲烷生成量与瘤胃中可发酵碳水化合物的量以及VFA比例(乙酸／丙酸)和氢的产生量有关。

1．2甲烷产生的调控机理利用开路循环式间接呼吸热法、示踪法等方法和反刍动物甲烷气体产生量预测模型等可估测甲烷产量，从而可根据产量进行有效调控。

目前，对甲烷产生的调控机理有以下几种方法：一、生物学调控，直接抑制产甲烷菌的生长，或者去原虫；二、通过减少生成甲烷的底物一氢生成量或通过替代性氢气受体争夺氢而减少甲烷产量；三、通过特异性抑制甲烷菌合成甲烷途径中某些酶活从而抑制甲烷的生成。

此外，可以增加瘤胃中丙酸生成菌，消耗氢，减少产甲烷菌电子结合途径；还可以改变饲粮结构组成水平，并添加甲烷抑制剂。

2甲烷抑制剂影响反刍动物甲烷生成量的因素是多方面的，因此需要结合多种相关机制，进行综合性调控，如改变日粮组成，确定适宜精粗比；对饲料进行加工处理，提高食糜流通速度；调节动物采食量；添加缓冲剂，如碳酸氢钠、氧化镁，调节瘤胃内环境；驱原虫等。

通过添加适量的甲烷抑制剂可以更有效地抑制甲烷生成。

甲烷化抑制剂在微生物电化学合成乙酸系统中的生物抑制效应

甲烷化抑制剂在微生物电化学合成乙酸系统中的生物抑制效应戚玉娇;BRIDIERArnaud;DESMONDLEQUEMENERElie;吕凡;何品晶;BOUCHEZThéodore【摘要】研究了利用2-溴乙烷磺酸钠(BES)选择性抑制产甲烷菌,从而提高微生物电化学系统合成乙酸产率的可行性,并对比了BES添加前后阴极室微生物菌群结构的变化.结果表明,厌氧混合菌接种物未经BES处理时甲烷是电化学系统CO2还原的主导产物,最大生成速率达0.95 mmol·L?1·d?1,8 d反应时间甲烷中电子回收率达55.0%,16S rRNA测序结果显示固态阴极的主要菌群为Methanobacteriaceae.BES的添加基本抑制了产甲烷菌的活动,使得乙酸成为主导产物,其合成速率最高达2.22 mmol·L?1·d?1,系统总电子回收率达67.3%.Rhodocyclaceae(15.1%),Clostridiaceae(11.9%)、Comamonadaceae(11.1%)和Sphingobacteriales(11.0%)为主要菌群.研究结果表明了微生物电化学合成系统中抑制甲烷生成对调控微生态结构,从而调控电化学终产物的重要性.%In this study, the specific reduction of CO2 to acetate in presence of methanogenesis inhibitor 2-bromoethanesulfonate (BES) was studied in a bio-electrochemical system (BES)via a two stage experimental design. During first stage using untreated mixed anaerobic consortia, the methanogenesis was dominated and the CO2 reduction yielded methane at the maximum rate of 0.95 mmol·L?1·d?1at nearly 55.0% coulombic recovery. Sequences belonging to the family Methanobacteriaceaewere dominant at the cathodic electrode. During second stage, BES addition selectively suppressed the growth of methanogens, which resulted in a shift of the dominant activity to acetogenesis with the maximumproduction rate of 2.22 mmol·L?1·d?1 with a recovery of 67.3% of electrons in acetate and hydrogen after two duplicates. The main populations were Rhodocyclaceae (15.1%),Clostridiaceae(11.9%), Comamonadaceae (11.1%) and Sphingobacteriales(11.0%). This study highlighted the importance of inhibition of methanogenesis to manoeuvre microbial structures, which decided the final product profiles during a microbial electro synthesis operation.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2016(005)005【总页数】8页(P2033-2040)【关键词】微生物电化学合成系统;二氧化碳还原;乙酸合成;2-溴乙烷磺酸钠(BES);甲烷化抑制剂;控制;选择性;生物过程【作者】戚玉娇;BRIDIERArnaud;DESMONDLEQUEMENERElie;吕凡;何品晶;BOUCHEZThéodore【作者单位】同济大学固体废物处理与资源化研究所,上海 200092;法国农业与环境科技研究所(IRSTEA),巴黎 92761;法国农业与环境科技研究所(IRSTEA),巴黎92761;法国农业与环境科技研究所(IRSTEA),巴黎 92761;同济大学固体废物处理与资源化研究所,上海 200092;住房与城乡建设部村镇建设司农村生活垃圾处理技术研究与培训中心,上海 200092;同济大学固体废物处理与资源化研究所,上海200092;住房与城乡建设部村镇建设司农村生活垃圾处理技术研究与培训中心,上海200092;法国农业与环境科技研究所(IRSTEA),巴黎 92761【正文语种】中文【中图分类】TQ151.5+2DOI：10.11949/j.issn.0438-1157.20151517微生物电化学合成系统（microbial electrosynthesis system，MES）是指以电呼吸微生物作催化剂［1-2］，利用电化学系统负蓄势阴极［3］产生的电子还原CO2［4-6］或其他基质［1］，合成有机物的体系。

饲料中添加3NOP可减少奶牛30%甲烷排放

一一
２０１５１０ — １４，吉林省财政厅、省粮食１２周的研究中，研究人员向实验组奶牛值增加ｉ３８０万ｔ，但仍比２０１４年创纪局联合下发通知，为支持玉米深加工企的饲料中添加了甲烷抑制剂３ＮＯＰ录产量减少２１００万ｔ（０．８），原因是业生产经营，稳定经济发展，今年第四季
，
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球谷物产量为２５．４Ｏ亿ｔ，较７月份预报
（３一ｎｉｔｒ０ｏｘｙｐｒ０ｐａｎｏ１）。结果表明，实验度，对省内年加工能力１Ｏ万ｔ以上玉米组奶牛不仅排放的甲烷较对照组下降了其中，全球粗粮产量增加７５０万ｔ，达到深加工企业继续给予补贴支持。３Ｏ，而且体重增量比对照组高出１３．１１亿ｔ，但仍比２０１４年产量低通知指出，对竞拍出库（年底前）并８ｏ。饲料进入反刍动物的４个胃室之１９９０万ｔ（１．５）；小麦产量将达到自用加工的国家临时收储玉米和省级储的瘤胃后，在微生物的作用下发酵，这７．２８亿ｔ，较之前的预报增加５００万ｔ，备轮换玉米，拟将原补贴标准１５０元／ｔ消化过程会产生甲烷，而动物必须将但比２０１４年创纪录产量减少４６０万ｔ提高至３５０元／ｔ，其中，国家补贴气体排出才能存活。在该过程的最后一（Ｏ．６）；世界稻谷产量（折合成大米）前１００元／ｔ，２５０元／ｔ差额由省补贴（竞拍步，微生物需要在一种酶的催化作用下景自上个月以来也有所改善，预计全球省级储备轮换玉米３５０元／ｔ全部由省补才能生成甲烷，而添加剂３ＮＯＰ能抑制大米产量将达到５．０１亿ｔ，较２０１４年增贴），补贴结算拨付按国家规定执行。对这种酶的活性。粗粮、小麦和稻谷生产前景更加看好。

含离子液体体系甲烷水合物形成特性实验研究

衡条件，但动力学抑制剂延迟水合物成核，增加水
合物成核引导时间，降低水合物形成速度，防止形
成的水合物聚集等，从而防止水合物堵塞管道和设备。通常情况下水合物热力学抑制剂添加量大，成本高，对环境的影响也比较大；而动力学抑制剂添加量则很少。随着深海油气生产的发展，海底低温
究，测量了其对甲烷水合物形成条件的影响。
（ＢＫ２０１２６０２）和苏州市科技计划项目（ＳＹＧ２０１０４２）资助
第一作者简介：孙志高（１９６６一），男，博士，教授，研究方向：储能与
节能技术研究。Ｅ — ｍａｉｌ：ｓｚｇ．ｙｚｕ＠１６３．ｃｏｎ。ｒ
⑥ ２０１３Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｒｇ．
含离子液体体系甲烷水合物形成特性实验研究
孙志高焦丽君赵之贵王功亮刘成刚周波黄海峰
（苏州科技学院环境科学与３－程学院，苏州２１５００９）
摘
要实验研究了新型水合物抑制剂１一己基－３一甲基咪唑氯盐对甲烷水合物形成的抑制作用。实验结果表明，１一已基－３一甲
和高压条件非常适合水合物的形成，而热力学抑制剂的添加量则非常大，其体系的添加浓度有时达到

免疫抑制剂的研究和应用

免疫抑制剂的研究和应用免疫抑制剂是一种能够抑制免疫功能的药物，被广泛应用于肿瘤、移植和自身免疫性疾病等领域。

这些药物的出现，使得许多曾经绝症无法治愈的患者有了新的希望。

本文将介绍免疫抑制剂的研究进展以及其在各个领域中的应用。

一、免疫抑制剂的研究进展免疫抑制剂最早是用于预防移植排异反应的药物，但是后来发现它们在治疗其他疾病时也有很好的效果。

随着科技的不断发展，研究人员发现各种新的免疫抑制剂并对其进行了不断的改良。

最早的免疫抑制剂是环孢素A和甲氨蝶呤。

环孢素A可通过抑制T淋巴细胞的IL-2转录和分泌，从而达到抑制免疫系统的效果。

甲氨蝶呤则是一种抑制DNA的合成，从而抑制细胞增殖的药物。

这两种药物虽然效果很好，但是它们也有一些不良反应。

在使用时，需要严格控制用药剂量和疗程，才能保证疗效和安全。

现在，研究人员已经发现了许多新的免疫抑制剂，其中包括：小分子免疫抑制剂、单克隆抗体和基因疗法等。

这些新的药物，具有更好的效果和更少的不良反应，使得免疫治疗的前景更加广阔。

二、免疫抑制剂在移植领域中的应用移植手术是治疗某些疾病的有效方法。

然而，由于移植物与宿主免疫系统之间的不兼容，容易导致排异反应。

因此，需要使用免疫抑制剂来抑制宿主免疫系统的功能，以避免排异反应的发生。

免疫抑制剂广泛用于心脏、肾脏、肝脏和肺移植等手术中。

例如，环孢素A、他克莫司、美罗华等药物，可抑制T淋巴细胞的功能，减少移植物的排斥。

然而，这些药物也会增加感染的风险，因此需要定期检查感染情况，并及时治疗。

随着免疫治疗技术的不断发展，研究人员也正在探索各种新的免疫抑制剂。

例如，利用单克隆抗体对抗免疫系统中的关键分子，能够更加有效地抑制免疫反应并减少不良反应。

三、免疫抑制剂在肿瘤治疗中的应用免疫治疗是近年来发展最快的治疗方式之一。

免疫抑制剂可以抑制肿瘤细胞的免疫逃逸机制，使免疫系统重新攻击肿瘤细胞，从而达到治疗的效果。

临床应用中主要包括两种免疫抑制剂：一种是单克隆抗体，另一种是免疫检查点抑制剂。

离子液体BMIM—CI对甲烷水合物生成抑制的实验研究

等【０】研究发现离子液体对水合物具有热力学和动力
学双重抑制作用。离子液体抑制剂不但具有双重抑制效果，而且对环境友好，可降解，顺应当前绿色化学试剂的要求，其中咪唑类离子液体研究最多［２１，１２】。
ｌ实验研究
１．１实验装置
图１为实验所采用的天然气水合物合成实验
装置操作流程简图。该装置是由常州大学自行研发的水合物抑制评价系统，由可视恒温水浴、可视反
三类１３］。传统热力学抑制剂可以改变水合物相平衡
２９４９７９５３７＠ｑｑ．ＣＯｎｌ：联系人：电话０５１９ — ８３２９３８９０，１３８Ｉ３６９８６ｉ０．电邮、ｖｓｌ＠《ｔ：ＺＬＩ．ｅｄＬ１．（．Ｉ１
３０
天然气化工（Ｃ化学与化工）
２０１３年第３８卷
Байду номын сангаас
离子液体ＢＭＩＭ— Ｃｉ对甲烷水合物生成抑制的实验研究
马维俊，周诗岽 ’ ，王树立，李建敏 ’ ，李工，徐小军
（１．常州大学江苏省油气储运技术重点实验室，江苏常州２１３０Ｉ６；２．常州大学石油化工学院，江苏常州２１３０１６）
摘要：研究将离子液体ＢＭＩＭ— ｃｌ（１．丁基．３．甲基咪唑氯盐１ＪＩＨ＿作甲烷水合物抑制刺，考察了不Ｉ刮质量浓度的ＢＭＩＭ— Ｃ１溶液对甲烷水合物形成的抑制效果。结果表明，ＢＭＩＭ．Ｃ１可抑制甲烷水合物生成，且抑制效果随其质量浓度的增大而增强。在ｗ（ＢＭＩＭ — Ｃ１）分别为５０ｘ１０、ｌＯＯｘｌＯｔｔ－，ｔ￣：ｎ５００ｘｌＯ时，它抑制甲烷水合物生成的时间分别为４５０ａｒｉｎ、６２０ａｒｉｎ和ｌＯ００ｍｉｎ。

生活垃圾卫生填埋场甲烷减排控制的工程应用研究

中图分类号：Ｘ７０５文献标识码：Ｂ文章编号：１００５ — ８２０６（２０１３）０５ — ００５８ — ０３
ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＭｅｔｈａｎｅＥｍｉｓｓｉｏｎＲｅｄｕｃｉｔｏｎｉｎＤｏｍｅｓｉｔｃＷａｓｔｅＳａｎｉｔａｒｙＬａｎｄｉｆｌｌＳｉｔｅＣｈｅｎＨａｏｑｕａｎ
结合同济大学在上海老港生活垃圾填埋场进１材料和方法共２个填埋单元，空白对照单元与试验示范相关研究，以喷洒ＮＭＳ营养的矿化垃圾作为填埋单元。先填埋示范单元，再填埋空白单元。１）空白单元：垃圾填埋完毕后（新鲜生活垃场甲烷氧化覆盖层材料以及沼气导排管周围石笼
・
５８・
第２ｌ卷第５期
２０１３年ｌ０月
ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳａｎｉｔａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
环境卫生工程
Ｖ０１．２１Ｎｏ．５Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１３
（ＳｈａｎｇｈａｉＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．．Ｌｔｄ．Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００７０）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎＳｈａｎｇｈａｉＬａｏｇａｎｇＤｏｍｅｓｔｉｃＷａｓｔｅＬａｎｄｆｉｌｌＳｉｔｅ，ｉｔｗａｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈａｎｅｆｒｏｍｐｉｐｅｌｉｎｅｓｆｏｒｔｈｅｔｅｓｔａｎｄｂｌａｎｋｕｎｉｔｓｗｅｒｅ２．４％一１０％ａｎｄ１６％一３９％．ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｍｅｔｈａｎｅｆｒｏｍｔｈｅｌｅａｃｈａｔｅｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｗｅｌｌｓｆｏｒｔｈｅｔｅｓｔａｎｄｂｌａｎｋｕｎｉｔｓｗｅｒｅｂｅｌｏｗ１％ａｎｄｏｖｅｒ７０％．ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ａｎｄｔｈｅｔｏｔａｌｍｅｔｈａｎｅｆｒｏｍｔｈｅｔｗｏｗａｙｓｉｎｔｈｅｔｅｓｔｕｎｉｔｗａｓ１／８－１／４ｏｆｂｌａｎｋｏｎｅ．ＣＯＤｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｒａｔｅｉｎｌｅａｃｈａｔｅｆｏｒｔｈｅｔｅｓｔａｎｄｂｌａｎｋｕｎｉｔｓｗｅｒｅ９３．９％ａｎｄ７０．５％．ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｔｈａｎｅｅｍｉｓｓｉｏｎｒｅｄｕｃｔｉｏｎ；ｄｏｍｅｓｔｉｃｗａｓｔｅｌａｎｄｉｆｌｌｓｉｔｅ；ａｇｅｄｗａｓｔｅ

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甲烷抑制剂的研究进展
摘要：本文阐述了反刍动物瘤胃甲烷生成的机制及反刍动物瘤胃
甲烷生成量的估计，并且阐明了瘤胃甲烷抑制剂的种类和作用机理，最后对降低甲烷生成的前景作了展望。

关键词：反刍动物甲烷抑制剂
1 前言
甲烷作为温室效应气体重要组成成分，反刍动物正常消化过程中，瘤胃内发酵产生会甲烷并以嗳气的形式排出。

研究表明，甲烷的温室效应远远高于二氧化碳，是二氧化碳的20～30倍，对全球气候变暖的影响作用占到所有影响气候变暖因素作用的15％～20％。

同时，全球反刍动物年排放甲烷量约占散发到大气中的甲烷总量的15％～20％。

另外，反刍动物在能量代谢过程中，因甲烷形式损失的能量占饲料总能GE的2％一15％。

反刍动物瘤胃内甲烷主要是由数种甲烷菌通过CO2和H2进行还原反应产生的，化学性质很稳定，一般很难在体内消化吸收。

通常，饲料的消化率越低，动物的生产力水平越低。

单位畜产品的甲烷排放量也越大。

甲烷的排放意味着能量的损失和动物生产性能的降低。

因此，对反刍动物甲烷抑制剂的研究应用不仅能提高动物的能量利用效率和生产性能，还具有很好的生态效益，减缓温室效应。

2 甲烷产生的机制
反刍动物的瘤胃内寄居着大量产甲烷菌，它们在反刍动物出生后即存在。

产甲烷菌在瘤胃厌氧环境下，利用其它微生物分解碳水化合
物产生的乙酸、丙酸和丁酸等挥发性脂肪酸(VFA)、氢气和二氧化碳为底物产生甲烷，释放能量。

在反刍动物体内，甲烷的产生主要有以下几种途径：
2.1 C02--H2还原途径
2.2 由甲酸、乙酸和丁酸等挥发性脂肪酸形成：
A：HCOOH+H20→CH4+HC03-
B：CH3COOH+H20→CH4+HC03-
C：2CH3CH2CH2COOH→2H20+CO2→4CHCOOH+CH4
2.3 由甲醇、乙醇等果胶发酵产物分解而来：
A：4CH30H→3CH4+HC03-
B：2CH2CH20H+CO2→3CH3COOH+CH4
3 甲烷产生的调控机理
利用开路循环式间接呼吸热法、示踪法等方法和反刍动物甲烷气体产生量预测模型等可估测甲烷产量，从而可根据产量进行有效调控。

此外，可以增加瘤胃中丙酸生成菌，消耗氢，减少产甲烷菌电子结合途径；还可以改变饲粮结构组成水平，并添加甲烷抑制剂。

甲烷抑制剂能降低单位饲料甲烷生成量，这必然就提高了饲料利用率，也就提
高了生产效率。

事实上，影响反刍动物甲烷生成量的因素是多方面的，因此需要结合多种相关机制，进行综合性调控，如改变日粮组成，确定适宜精粗比；对饲料进行加工处理，提高食糜流通速度；调节动物采食量；添加缓冲剂，如碳酸氢钠、氧化镁，调节瘤胃内环境；驱原虫等。

而想要更有效地抑制甲烷生成，我们可以通过添加适量的甲烷抑制剂来实现。

4 甲烷抑制剂种类及作用机理
4.1 多卤素化合物
多卤素化合物抑制剂，如氯化甲烷、二氯乙炔、水合氯醛、溴氯甲烷、多氯化醇、多氯化酸等对甲烷生成菌均有毒害作用，可抑制20％一80％的甲烷产生。

多卤素化合物尤其是卤代甲烷普遍易挥发，且一些瘤胃微生物可适应或降解这类化合物，所以一般不能做为饲料添加剂使用。

目前应用较多的有水合氯醛、卤代醇、卤代酰胺等。

最近研究出溴氯甲烷环糊精(BCMCD)复合物不仅稳定性好，而且在不影响纤维消化率的情况下，显著降低了甲烷产量。

因此，研究并应用含有多卤素化合物的复合物来减少甲烷生成量具有现实意义。

4.2 离子载体化合物
阴离子载体如莫能菌素、拉沙里菌素和盐霉素等均可显著抑制甲烷菌产生氢、甲酸，通过改变瘤胃发酵类型，抑制甲酸脱氢酶的活性能，从而减少25％以上的甲烷生成，同时提高饲料转化效率，这里重点介绍莫能菌素。

莫能菌素又称瘤胃素，是离子载体化合物中最具代表性、最常用的一种。

莫能菌素可以调节瘤胃发酵，提高丙酸比例，降低丁酸盐及甲烷产量；还可以通过减少瘤胃内氨基酸的脱氨基作用，减少粗蛋白质(CP)的降解，提高过瘤胃蛋白数量，提高饲料利用率，节约饲料蛋白。

莫能菌素能杀灭产生甲烷前体和氢气的细菌，改变瘤胃发酵过程中产生的还原电子在不同受体间的传递方向，使革兰氏阳性菌产生的氢气、二氧化碳、甲烷显著减少，从而节约了能量，提高了干物质消化率。

不仅如此，莫能菌素还能促进细胞膜内外离子交换，降低细胞代谢中离子运输的能量消耗，增加Na+、K+的浓度，并提高Na—K泵的活性。

4.3 有机酸
有机酸被证明具有降低乙酸：丙酸比例和甲烷产量的作用。

有机酸不是抗生素，它的作用不是抑制瘤胃细菌，而是通过改变电子受体，使电子流向除产甲烷菌以外的其它微生物，提供另外的H2释放途径从而减少甲烷的排量。

如通过添加硫酸盐、硝酸盐，促进硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐还原菌的生长发育，使这些菌与产甲烷菌竞争氢原子而达到抑制甲烷产生的目的。

但在添加时应严格控制添加量，过量会降低家畜采食量，甚至引起亚硝酸盐中毒。

4.4 微生物制剂
关于微生物制剂对反刍动物甲烷产量的影响，研究的结果不尽一
致。

Harrison报道，酵母茵培养基添加于荷斯坦乳牛的日粮中，使其瘤胃内乙酸、乙酸和丙酸比例降低，丙酸及戌酸的摩尔比提高。

微生物制剂可能是通过竞争改变瘤胃微生物区系来改变甲烷的产量。

酵母能够产生一些促进瘤胃微生物生长的物质，如苹果酸、生物素、P-氨基苯酸和氨基酸，这些物质可以促进瘤胃微生物的生长，使得甲烷排放量减少。

4.5 植物提取物
天然植物提取物兼有营养和专用特定功能，可以改善动物机体代谢，促进生长发育，提高免疫功能及改善畜产品品质。

植物提取物毒副作用小，无残留或残留少，不易产生抗药性。

因此作为新型甲烷抑制剂具有很大的开发和应用前景。

研究比较深入的植物提取物有茶皂素、2丝兰皂甙、单宁等。

其中茶皂素(从茶科植物中提取)、丝兰皂甙(丝兰属提取物)等皂角甙可降低瘤胃原虫数量，增加丙酸含量，抑制甲烷的产生。

单宁有明显的降甲烷效果，可通过体外发酵添加单宁提取物适量饲喂反刍动物来降低甲烷产量。

4.6 油脂
目前，研究者认为，脂肪酸可能是除降低日粮粗纤维含量之外唯一的抑制甲烷产生的可取之物，在日粮中添加油脂可降低甲烷产量，不影响饲料消化率，还可增加饲料的适口性，但在日粮中添加油脂降低甲烷产量的同时也降低了粗纤维的消化率，因此需研究脂肪酸适宜添加比例。

这可能也限制了油脂作为甲烷抑制剂的应用。

4.7 其他抑制剂
4.7.1 一氧化碳(CO)
一氧化碳能抑制氨基代谢过程中氢的产生和甲烷菌对氢的摄取(Russell和Martin，1984)。

一氧化碳抑制甲烷产生的作用比离子载体还要强，主要是由于它能抑制NADH脱氢酶活性而中断电子传递链。

4.7.2 蒽醌
蒽醌广泛存在于自然界微生物、植物和昆虫体内，反刍动物的后肠道也有。

蒽醌能直接作用于甲烷菌，阻断电子传递链，并在电子传递和与细胞色素有关的ATP合成的偶联反应中起解偶联作用，从而阻止CH3-COM被还原成甲烷。

4.7.3 染料
染料能抑制乙醇脱水生成甲烷，这是由于盐与氢分子激活系统(如甲酸脱氢酶系)发生反应，干扰了电子向CO2沉积，造成瘤胃氢的积累和甲烷产量的减少。

其常见染料，如龙胆紫、甲基兰、2，6-二氯酚靛的浓度达到一定值时，也有类似的作用。

5 结论
近年来，国内外反刍动物专家，在瘤胃甲烷抑制剂的研究方面做了大量工作，取得了一些可喜的成绩，甲烷抑制剂作为重要的饲料添加剂也越来越广泛地被应用于反刍动物饲养生产中。

相信在今后随着试验手段的不断改进和人们对反刍动物瘤胃生理认识的进一步深入，必将揭示瘤胃发酵的奥妙，找出有效的调控瘤胃发酵的手段，以减少瘤胃甲烷的产生，提高反刍动物的能量利用率；减轻反刍动物产生的
甲烷对环境带来的影响。

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