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本期推荐：南京农业大学团队针对牧草中香豆素毒性限制反刍动物饲料利用的难题，通过体外发酵、转录组测序和高分辨质谱技术，首次证实瘤胃厌氧真菌Pecoramyces ruminantium F1可通过α/β水解酶和NAD(P)H氧化还原酶途径将香豆素转化为低毒代谢物（o-香豆酸和草木樨酸），耐受浓度达3 mmol/L。该研究为开发基于微生物解毒的可持续农业实践提供了新策略，论文发表于《Journal of Animal Science and Biotechnology》。
在反刍动物饲养领域，香豆素（coumarin）这类植物次生代谢物长期困扰着畜牧业发展。作为黄花草木樨（Melilotus officinalis）等优质牧草中的天然毒素，香豆素不仅降低饲料适口性，更会在代谢过程中转化为双香豆醇（dicoumarol），引发动物出血性疾病。传统物理化学脱毒方法成本高昂，而环境微生物的降解效率难以满足畜牧业需求。南京农业大学的研究团队将目光投向反刍动物瘤胃这一天然"生物反应器"，特别是其中仅占少量却具有强大木质纤维素降解能力的厌氧真菌（Neocallimastigomycetes）。
研究团队采用多组学联用策略展开攻关。首先通过选择性抑制剂（2-溴乙烷磺酸盐、青霉素和链霉素）富集瘤胃真菌群落，以Hu羊瘤胃液为接种源建立体外发酵体系。通过实时定量PCR监测微生物丰度，结合气相色谱分析代谢产物。针对模式菌株Pecoramyces ruminantium F1，采用UPLC-MS鉴定香豆素降解中间体，RNA-seq解析转录调控网络，并创新性地将真菌培养上清液应用于草木樨青贮实验，系统评估其对饲料营养价值的影响。
研究结果揭示三大关键发现：1）在降解效率方面，尽管厌氧真菌在瘤胃微生物群中占比不足0.1%，其香豆素降解效率与全瘤胃微生物群落相当（P=0.724），证实其在解毒过程中的核心作用。2）在耐受机制上，P. ruminantium F1表现出显著的环境适应性，3 mmol/L香豆素可上调酒精脱氢酶（EC 1.1.1.1）等糖代谢相关基因4.59倍，同时激活GH11、GH43等碳水化合物活性酶（CAZymes）家族，形成"代谢分流"保护机制。3）在降解途径方面，质谱分析捕捉到o-香豆酸和草木樨酸两个关键中间产物，结合转录组数据锁定8个α/β水解酶家族基因（其中2个显著上调），揭示出不同于Pseudomonas spp.的独特降解路径：香豆素→o-香豆酸→草木樨酸。
青贮实验验证了应用潜力。添加真菌上清液的实验组在60天发酵期内，香豆素降解率始终高于对照组（P<0.05），同时粗蛋白（CP）保留率提升17.3%，中性洗涤纤维（NDF）含量降低9.8%。值得注意的是，真菌处理改变了典型乳酸发酵模式，pH值维持在4.8-5.2的较优区间，这可能是由于真菌分泌的胞外酶系统协同乳酸菌（LAB）形成了互补代谢网络。
讨论部分强调了该研究的突破性价值：首次阐明厌氧真菌通过"水解-还原"双途径降解香豆素的分子机制，打破了该类微生物仅参与纤维降解的传统认知。研究建立的"真菌上清液青贮添加剂"技术，为高香豆素牧草的安全利用提供了经济有效的解决方案。作者Yanfen Cheng指出，未来研究可聚焦于α/β水解酶（EC 3.1.1.35）的异源表达，开发新一代生物解毒剂。该成果不仅为反刍动物营养学开辟新思路，其揭示的微生物解毒策略对环境污染治理同样具有启示意义。
论文的创新性体现在三方面：方法学上创建了瘤胃真菌功能挖掘的技术体系；理论上首次绘制了厌氧环境下香豆素代谢图谱；应用上开发出兼具解毒和营养保持功能的青贮添加剂。正如审稿专家评价，这项研究"为理解宿主-微生物-植物次生代谢物的三方互作提供了范式转换"。
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