#行走郑州读懂最早中国##华夏文明根在中原#咆哮万里的滔滔黄河，穿越晋陕高原后，突然折而向东，冲出豫西大峡谷，流入古老的中原腹地——郑州。这里一向被誉为华夏文明的发祥地，中华民族的摇篮。
黄河是中华民族的母亲河，哺育了两岸人民，伴随着他们从猿到人，再向着现代人迈进。经过考古发现已证实我国百万年的人类史，一万年的文化史，五千年的文明史。
郑州地区嵩山东南麓，广泛分布有大量的距今5万至3万年的旧石器地点。其中有人类长期居住的营地，还有专门的石器加工场所。这些遗址群沿古代河流两侧分布，系统地展示了该地区旧石器时代中、晚期的人类聚落与栖息形态。
荥阳织机洞遗址位于郑州西南50公里处，地处嵩山北侧的低山丘陵区边缘，下层年代为5万年至3.5万年。这里的生态环境自然天成，极适宜古人类的生存与进化。织机洞遗址古人类文化涉及面很广，厚达24米，火堆遗存和灰烬层的发现，证明当时具有很高的用火能力。火的发明使人类摆脱了茹毛饮血的蛮荒时代，开始向着智人演化迈进。
新石器早期，人们已经开始以食用粮食为主、狩猎为辅的生活方式，进而结束了四处迁徙的生活——氏族社会开始出现。氏族是一种古老的社会组织，以血缘关系为纽带，它们有着自己的部落名称和图腾标志，如有巢氏、燧人氏、伏羲氏、神农氏、有熊氏等。图腾是人类的原始宗教崇拜，是姓氏之源。
李家沟遗址位于新密市岳村镇李家沟村西，该遗址为目前中原地区发现的唯一一处旧石器时代向新石器时代过渡时期的文化遗存。该遗址所处年代距今8600年至10500年，其重要发现为细石器、局部磨光石器和素面夹粗砂陶片、大型石制品、人工搬运石块等。
裴李岗文化属于新石器早期文化，距今7000年至9000年，以新郑西北7.5公里的裴李岗命名。当时已经出现原始锄耕农业和聚居的村落，先民们过着较为安稳的定居生活。裴李岗出土典型器物为石磨盘、石磨棒、石铲、石斧、陶壶等遗物。石磨盘的形状像一块长石板，一般长70厘米左右，像鞋底状，是可供谷物脱壳的加工工具。
大约从仰韶中晚期开始，中原大地上邦国林立、群雄逐鹿，已经进入到大动荡、大分化、大变革的历史时期。城邑这一新的聚落形态应运而生。
西山古城遗址坐落在郑州北郊23公里处的邙岭余脉上，距今5300年至4800年，城垣面积约3万平方米，其时代属仰韶文化晚期的秦王寨类型。学术界认为，这一时代的文化正是黄帝及其部族创建的，西山古城被誉为“中华第一城”。西山古城遗址位于郑州地区仰韶文化聚落群的中部，东距大河村遗址约17公里，西距青台遗址约12公里，距点军台遗址约9公里，距秦王寨遗址约17公里，南距后庄王遗址约6公里，距陈庄遗址约15公里。另外，许多著名的遗址也都距西山城址不远，其时代均属仰韶文化晚期的秦王寨类型。而这些遗址中，规模超过西山古城的仅大河村一处，但是那里却没有发现城垣遗址，因而西山城址应该是这一区域的中心要邑。
《淮南子·原道训》云：“黄帝始立城邑以居。”是否可以说，中华五千年文明史起源于黄帝时代，黄帝族团发轫于郑州地区呢？
仰韶文化距今5000年至7000年，是黄河流域一支古老而强大的文化脉系，绵延数千年，纵横近万里，在世界范围内实属罕见。
大河村遗址是黄河流域又一处新石器时期的远古村落，它位于郑州市东北，柳林乡大河村西南约1公里的慢坡岗上，面积达40万平方米。大河村遗址出土了大量的古代文化遗迹和遗物，计有房基、窖穴、陶制品等。其中有一组四间东西相连的排房，共墙而建，墙壁残存最高部分达1米以上，基本可以看出当时的建筑结构和建筑过程。这组房基内出土器物相当丰富，其中一件双连壶和白衣彩陶钵格外引人注目，是大河村出土器物中最精美者。据最新报道，考古发现了大河村仰韶晚期城垣遗址，与双槐树遗址属于同时期，其走向、性质、作用对重新审视遗址在郑州地区仰韶遗址群和对外文化交流中占据的地位和作用提供了新的视角，增添了新的科学资料。
位于黄河与洛河交汇处的河洛地区，自古便有“天地之中”的说法，被视为华夏文明的核心地带。考古工作者经过系统调查和大规模勘探，已确定巩义双槐树遗址残存面积117万平方米，是一处仰韶文化中晚期至龙山文化的大型聚落遗址，距今5300年。
在此发现有仰韶文化中晚阶段的三重大型环壕遗址和封闭式排状布局的大型中心居址，具有最早瓮城结构的围墙、版筑的大型夯土地基。这座史前遗址是华夏集团文化与文明的载体，被专家学者命名为“河洛古国”，认为它很可能是黄帝时代的都邑所在地，至少是早期中国的酝酿阶段。
黄帝是上古传说中一位名动四海、彪炳千秋的大英雄。他首次实现了万国氏族部落的大融合，肇造中华文明，创造了文字和姓氏，发明了宫室城堡，以及宗教、天文学等，推动了人类文明的伟大进程。《庄子》曰：“世之所高，莫若黄帝。”从而黄帝被后世子孙尊奉为中华文明始祖。换言之，凡我中华儿女同为炎黄子孙，我们的祖根、主根皆在中原，在河南。
“唯唯客家，系出中原，根在河洛”。所谓的“河洛”，即黄河之南、伊洛水及嵩山周围一带。换言之，中原地区不仅是国家率先诞生的地方，也是中华姓氏发展的源头。
黄帝时代结束，终于迎来了万国林立、城池营垒的龙山时代。龙山文化是继仰韶文化之后，在黄河中下游地区发展起来的一种新石器时代晚期的文化。从而构建起以裴李岗文化、仰韶文化、龙山文化为主体的史前文化序列。一切迹象表明它们和商文化的发展一脉相承，中间没有缺环。这说明伟大的华夏文明，瓜瓞绵绵从没有断线。
夏商周三代皆建都在河洛之间，至此河南就牢固确立了其“天下之中”的政治地位。考古学家曾经在登封王城岗发掘到一座带护城壕的大型城址，总面积达34.8万平方米，从地望看，恰好与史书记载“禹都阳城”的地望相符合。王城岗古城遗址的发现，对探索早期夏文化是一次重大突破。
新密新砦城址是河南境内目前发现的面积最大的龙山文化城址，位于新密市东23公里刘寨镇新砦村西部，面积约100万平方米。中原龙山文化晚期和二里头文化早期遗址，中华文明探源工程首批六大都邑之一，可能是历史记载中的“夏启之居”。夏传子家天下，禹直接把王位传给了儿子启，从而将“禅让”制变为“世袭”制。
商汤灭夏后，在郑州建立起第二个王权国家，距今3600年，并且在郑州留下一座雄伟而庄严的都城遗址。郑州商城为商初“亳都”的认定，确立了该城在中国古代史上重要的历史地位，它是迄今所知我国商代最早，而且最大的一座王都。
从考古发掘看，郑州商城延续使用时间大概有上百年历史。经过几代考古人数十年的考古发掘，除探明商城城垣遗址、宫殿遗址外，还发现大量的青铜器。郑州张寨南街窖藏坑出土的杜岭一号和杜岭二号大方鼎，虽然没有安阳殷墟出土的“司母戊”铜方鼎大，却比它早100多年，是我国目前所发现的商代前期青铜器中罕见的重器。
郑韩故城南距郑州40公里，是一座享誉世界的历史文化古城，是春秋战国时期郑国和韩国的都城遗址。郑国在此建都长达390年，于公元前375年被韩哀侯所灭。韩灭郑后，将国都从阳翟（河南禹县）迁于此，而后延续130多年，于公元前230年被秦所灭。新郑是春秋战国时期，郑国和韩国先后建都的地方，影响远非一般。
莲鹤方壶出土于新郑，出土时为一对，被誉为“青铜时代的杰出代表”。莲鹤方壶设计奇特，铸造精巧，给人一种华丽富贵之感。
列鼎制度是西周时期确立的贵族等级的体现。鼎在祭祀、宴飨、随葬时的数量，依贵族身份分为五等，天子可享用九鼎八簋，诸侯七鼎六簋，依次递减，不得逾越，这便是“藏礼于器”。春秋时期，王室衰微，诸侯争霸，天下云扰幅裂。郑国曾用“九鼎八簋”向天下宣告自己的强盛，也向后人揭开了“礼崩乐坏”的历史事实。
中华5000年，以无与伦比的凝聚力，形成一个伟大的民族。而民族大融合的过程，即少数民族入主中原和原居民四处播迁的历史过程。华夏文明的火种也随之洒向大江以南、闽粤之地，随后走向世界。
俯视中华民族姓氏的分布，犹如一株巨大的榕树，其冠如盖，铺天盖地。而这棵大树的根就在中原，其冠犹如繁星布满天际。（网信郑州）
黄河是中华民族的母亲河，哺育了两岸人民，伴随着他们从猿到人，再向着现代人迈进。经过考古发现已证实我国百万年的人类史，一万年的文化史，五千年的文明史。
郑州地区嵩山东南麓，广泛分布有大量的距今5万至3万年的旧石器地点。其中有人类长期居住的营地，还有专门的石器加工场所。这些遗址群沿古代河流两侧分布，系统地展示了该地区旧石器时代中、晚期的人类聚落与栖息形态。
荥阳织机洞遗址位于郑州西南50公里处，地处嵩山北侧的低山丘陵区边缘，下层年代为5万年至3.5万年。这里的生态环境自然天成，极适宜古人类的生存与进化。织机洞遗址古人类文化涉及面很广，厚达24米，火堆遗存和灰烬层的发现，证明当时具有很高的用火能力。火的发明使人类摆脱了茹毛饮血的蛮荒时代，开始向着智人演化迈进。
新石器早期，人们已经开始以食用粮食为主、狩猎为辅的生活方式，进而结束了四处迁徙的生活——氏族社会开始出现。氏族是一种古老的社会组织，以血缘关系为纽带，它们有着自己的部落名称和图腾标志，如有巢氏、燧人氏、伏羲氏、神农氏、有熊氏等。图腾是人类的原始宗教崇拜，是姓氏之源。
李家沟遗址位于新密市岳村镇李家沟村西，该遗址为目前中原地区发现的唯一一处旧石器时代向新石器时代过渡时期的文化遗存。该遗址所处年代距今8600年至10500年，其重要发现为细石器、局部磨光石器和素面夹粗砂陶片、大型石制品、人工搬运石块等。
裴李岗文化属于新石器早期文化，距今7000年至9000年，以新郑西北7.5公里的裴李岗命名。当时已经出现原始锄耕农业和聚居的村落，先民们过着较为安稳的定居生活。裴李岗出土典型器物为石磨盘、石磨棒、石铲、石斧、陶壶等遗物。石磨盘的形状像一块长石板，一般长70厘米左右，像鞋底状，是可供谷物脱壳的加工工具。
大约从仰韶中晚期开始，中原大地上邦国林立、群雄逐鹿，已经进入到大动荡、大分化、大变革的历史时期。城邑这一新的聚落形态应运而生。
西山古城遗址坐落在郑州北郊23公里处的邙岭余脉上，距今5300年至4800年，城垣面积约3万平方米，其时代属仰韶文化晚期的秦王寨类型。学术界认为，这一时代的文化正是黄帝及其部族创建的，西山古城被誉为“中华第一城”。西山古城遗址位于郑州地区仰韶文化聚落群的中部，东距大河村遗址约17公里，西距青台遗址约12公里，距点军台遗址约9公里，距秦王寨遗址约17公里，南距后庄王遗址约6公里，距陈庄遗址约15公里。另外，许多著名的遗址也都距西山城址不远，其时代均属仰韶文化晚期的秦王寨类型。而这些遗址中，规模超过西山古城的仅大河村一处，但是那里却没有发现城垣遗址，因而西山城址应该是这一区域的中心要邑。
《淮南子·原道训》云：“黄帝始立城邑以居。”是否可以说，中华五千年文明史起源于黄帝时代，黄帝族团发轫于郑州地区呢？
仰韶文化距今5000年至7000年，是黄河流域一支古老而强大的文化脉系，绵延数千年，纵横近万里，在世界范围内实属罕见。
大河村遗址是黄河流域又一处新石器时期的远古村落，它位于郑州市东北，柳林乡大河村西南约1公里的慢坡岗上，面积达40万平方米。大河村遗址出土了大量的古代文化遗迹和遗物，计有房基、窖穴、陶制品等。其中有一组四间东西相连的排房，共墙而建，墙壁残存最高部分达1米以上，基本可以看出当时的建筑结构和建筑过程。这组房基内出土器物相当丰富，其中一件双连壶和白衣彩陶钵格外引人注目，是大河村出土器物中最精美者。据最新报道，考古发现了大河村仰韶晚期城垣遗址，与双槐树遗址属于同时期，其走向、性质、作用对重新审视遗址在郑州地区仰韶遗址群和对外文化交流中占据的地位和作用提供了新的视角，增添了新的科学资料。
位于黄河与洛河交汇处的河洛地区，自古便有“天地之中”的说法，被视为华夏文明的核心地带。考古工作者经过系统调查和大规模勘探，已确定巩义双槐树遗址残存面积117万平方米，是一处仰韶文化中晚期至龙山文化的大型聚落遗址，距今5300年。
在此发现有仰韶文化中晚阶段的三重大型环壕遗址和封闭式排状布局的大型中心居址，具有最早瓮城结构的围墙、版筑的大型夯土地基。这座史前遗址是华夏集团文化与文明的载体，被专家学者命名为“河洛古国”，认为它很可能是黄帝时代的都邑所在地，至少是早期中国的酝酿阶段。
黄帝是上古传说中一位名动四海、彪炳千秋的大英雄。他首次实现了万国氏族部落的大融合，肇造中华文明，创造了文字和姓氏，发明了宫室城堡，以及宗教、天文学等，推动了人类文明的伟大进程。《庄子》曰：“世之所高，莫若黄帝。”从而黄帝被后世子孙尊奉为中华文明始祖。换言之，凡我中华儿女同为炎黄子孙，我们的祖根、主根皆在中原，在河南。
“唯唯客家，系出中原，根在河洛”。所谓的“河洛”，即黄河之南、伊洛水及嵩山周围一带。换言之，中原地区不仅是国家率先诞生的地方，也是中华姓氏发展的源头。
黄帝时代结束，终于迎来了万国林立、城池营垒的龙山时代。龙山文化是继仰韶文化之后，在黄河中下游地区发展起来的一种新石器时代晚期的文化。从而构建起以裴李岗文化、仰韶文化、龙山文化为主体的史前文化序列。一切迹象表明它们和商文化的发展一脉相承，中间没有缺环。这说明伟大的华夏文明，瓜瓞绵绵从没有断线。
夏商周三代皆建都在河洛之间，至此河南就牢固确立了其“天下之中”的政治地位。考古学家曾经在登封王城岗发掘到一座带护城壕的大型城址，总面积达34.8万平方米，从地望看，恰好与史书记载“禹都阳城”的地望相符合。王城岗古城遗址的发现，对探索早期夏文化是一次重大突破。
新密新砦城址是河南境内目前发现的面积最大的龙山文化城址，位于新密市东23公里刘寨镇新砦村西部，面积约100万平方米。中原龙山文化晚期和二里头文化早期遗址，中华文明探源工程首批六大都邑之一，可能是历史记载中的“夏启之居”。夏传子家天下，禹直接把王位传给了儿子启，从而将“禅让”制变为“世袭”制。
商汤灭夏后，在郑州建立起第二个王权国家，距今3600年，并且在郑州留下一座雄伟而庄严的都城遗址。郑州商城为商初“亳都”的认定，确立了该城在中国古代史上重要的历史地位，它是迄今所知我国商代最早，而且最大的一座王都。
从考古发掘看，郑州商城延续使用时间大概有上百年历史。经过几代考古人数十年的考古发掘，除探明商城城垣遗址、宫殿遗址外，还发现大量的青铜器。郑州张寨南街窖藏坑出土的杜岭一号和杜岭二号大方鼎，虽然没有安阳殷墟出土的“司母戊”铜方鼎大，却比它早100多年，是我国目前所发现的商代前期青铜器中罕见的重器。
郑韩故城南距郑州40公里，是一座享誉世界的历史文化古城，是春秋战国时期郑国和韩国的都城遗址。郑国在此建都长达390年，于公元前375年被韩哀侯所灭。韩灭郑后，将国都从阳翟（河南禹县）迁于此，而后延续130多年，于公元前230年被秦所灭。新郑是春秋战国时期，郑国和韩国先后建都的地方，影响远非一般。
莲鹤方壶出土于新郑，出土时为一对，被誉为“青铜时代的杰出代表”。莲鹤方壶设计奇特，铸造精巧，给人一种华丽富贵之感。
列鼎制度是西周时期确立的贵族等级的体现。鼎在祭祀、宴飨、随葬时的数量，依贵族身份分为五等，天子可享用九鼎八簋，诸侯七鼎六簋，依次递减，不得逾越，这便是“藏礼于器”。春秋时期，王室衰微，诸侯争霸，天下云扰幅裂。郑国曾用“九鼎八簋”向天下宣告自己的强盛，也向后人揭开了“礼崩乐坏”的历史事实。
中华5000年，以无与伦比的凝聚力，形成一个伟大的民族。而民族大融合的过程，即少数民族入主中原和原居民四处播迁的历史过程。华夏文明的火种也随之洒向大江以南、闽粤之地，随后走向世界。
俯视中华民族姓氏的分布，犹如一株巨大的榕树，其冠如盖，铺天盖地。而这棵大树的根就在中原，其冠犹如繁星布满天际。（网信郑州）
【瘤胃微生物或许有不同口味，也会“挑食”】12月1日，《国际微生物生态学会杂志》在线发表了一个国际团队的最新成果。他们利用微生物16S扩增子和宏基因组测序等研究手段，深入解析了土种黄牛瘤胃微生物对不同木质纤维素饲用植物降解的“嗜好”，为瘤胃微生物和瘤胃酶的木质纤维饲料资源价值化利用研究和应用提供了新思路。
该团队由@中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所 研究员丁学智课题组以及伊朗农业生物技术研究所教授Ghasem Hosseini Salekdeh、国际家畜研究所—中国农业科学院北京畜牧兽医研究所研究员韩建林等人组成。
瘤胃：让木质纤维变成肉和奶
随着人们对高品质动物蛋白摄入的增加和全球畜牧养殖业的发展，优质牧草资源出现短缺。如何有效地利用各类劣质牧草资源并开发利用新型饲料已迫在眉睫。
中国工程院院士任继周认为，未来我国粮食的压力并非来自人的口粮，而是饲料用粮，今后应以草食家畜代替耗粮型家畜来缓解饲料用粮的压力。我国拥有大量的农作物副产品，如秸秆，可以有效缓解畜牧业发展中粮食和牧草资源供求的矛盾。
木质纤维素是自然界最丰富的可再生生物质资源，全球每年通过光合作用产生的植物纤维约2000亿吨，其中有近90%未被利用。
韩建林在接受《中国科学报》采访时说：“反刍动物瘤胃是自然界高度演化且降解木质纤维能力最强的生态系统之一。其中的大量微生物相互作用，能有效利用粗饲料中的纤维素、半纤维素和非蛋白氮等成分，供机体营养需要及产肉、产奶。”
然而，由于木质纤维素在组成和结构上特别复杂，其降解需要多种微生物的协同互作。同时，微生物分类和代谢方式非常多样，各种纤维素酶间的协同—降解机制尚不清晰，因而严重制约了木质纤维素资源的开发利用。
“有趣的是，反刍动物机体约70%的能量需求是通过瘤胃微生物发酵和降解不同类型的植物纤维获得的。牧草纤维数量及结构上的差异是影响瘤胃纤维素分解菌生长繁殖的关键因素，且瘤胃微生物群落附着于饲料颗粒是后者被消化利用过程中的关键步骤，但附着和降解机理尚不清楚。”论文通讯作者丁学智告诉《中国科学报》。
基于反刍动物瘤胃细菌群在植物木质纤维素降解能力方面的差异，科研人员通过研究不同高木质纤维素饲料上附着的关键菌群动态及相关基因功能的变化，从整体上深入解析了瘤胃微生物降解木质纤维素的作用机理及其与木质纤维素降解酶间的相互作用机制。
微生物的“口味”
该团队利用伊朗土种Taleshi牛瘤胃瘘管公牛，对常见的富含木质纤维素类牧草，包括山茶棘、芦苇、枣椰树、扫帚草、稻秸和盐角草的茎叶进行不同时间点的瘤胃原位发酵。
丁学智介绍，通过对这些牧草上附着的瘤胃微生物菌群的16S扩增子测序发现，微生物菌群对不同牧草具有明显的黏附“嗜好”，其中的纤维素成分显著地影响了微生物群落的附着，从而进一步影响牧草在瘤胃内的高效降解和代谢。
牧草在瘤胃发酵的前24小时内，干物质降解效率最高且与纤维菌科、未分类拟杆菌科、瘤胃球菌科和螺旋菌属的微生物菌群的数量显著相关；此外，牧草上附着的瘤胃微生物群落因木质纤维素成分不同而表现出显著差异，如纤维菌在中性洗涤纤维含量最高的牧草上明显增多，而瘤胃球菌则倾向于附着在酸性洗涤剂木质素含量较低的牧草上。
然而，随发酵时间的延长，附着在牧草上的微生物菌群的多样性渐趋一致。
同时，反刍动物瘤胃中的细菌、真菌和原虫在木质纤维素降解过程中形成一个复杂的共生系统，共同参与植物细胞壁的降解。因细菌数量庞大，并且有多种代谢途径，因此，瘤胃细菌在纤维素的降解过程中占主导地位。而瘤胃真菌则在大颗粒、大片段植物纤维降解过程中起着重要作用。
“因此，瘤胃微生物对木质纤维素的降解不是某一种或者两种微生物所能及的，而是一个非常复杂的相互协同作用过程。”丁学智表示。
瘤胃中的新物种
为进一步探讨附着于不同木质纤维素牧草上的关键瘤胃微生物菌群的多样性和功能，该团队通过对瘤胃宏基因组的测序和组装，挖掘到了523个未培养的细菌和15个未培养的古细菌，它们在瘤胃中具有潜在的新功能。
丁学智介绍，他们组装了拟杆菌门、厚壁菌门、纤维杆菌门等的近完整基因组，同时富集了与木质纤维素聚合物降解和短链挥发性脂肪酸生成相关的基因。
而与所有已知公众数据库中的物种相比，该研究组装的绝大多数瘤胃未培养基因组都是全新物种。
此外，在瘤胃发酵过程中，牧草理化特性和饲料颗粒在瘤胃内的滞留时间是决定瘤胃微生物功能菌群逐渐由共营养类群向寡营养类群转变的主要因素，这种转变可能促进了难降解植物木质纤维素在瘤胃复杂环境中的降解。
而瘤胃微生物菌群在不同木质纤维素牧草附着时间的差异表明，瘤胃微生物群落具有较高的分类多样性、功能冗余性和代谢分区性，这将有利于其对不同木质纤维素饲料的进化性适应。
韩建林说，这项研究还深入挖掘了独特的微生物多样性和相关基因的功能，它们在瘤胃对难降解木质纤维素牧草的降解中发挥着关键作用。
丁学智强调，该项研究搭建了“一带一路”沿线国家反刍动物瘤胃微生态产业化应用的多学科、多边合作的国际化平台，也为深入挖掘和创新利用我国独特的地方畜种如牦牛、水牛以及土种蒙古牛等瘤胃微生态资源提供了借鉴。
“通过宏基因组学、代谢组学等多种组学技术的联合应用，对厌氧发酵中木质纤维素降解菌进行深入挖掘，获得编码特定酶类的目标基因，揭示不同畜种资源消化道微生物菌群的遗传潜力，以期通过基因工程获得快速、廉价、高效降解木质纤维素生物质的微生物和酶类资源，应用于工业化生产。”韩建林说。
该团队由@中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所 研究员丁学智课题组以及伊朗农业生物技术研究所教授Ghasem Hosseini Salekdeh、国际家畜研究所—中国农业科学院北京畜牧兽医研究所研究员韩建林等人组成。
瘤胃：让木质纤维变成肉和奶
随着人们对高品质动物蛋白摄入的增加和全球畜牧养殖业的发展，优质牧草资源出现短缺。如何有效地利用各类劣质牧草资源并开发利用新型饲料已迫在眉睫。
中国工程院院士任继周认为，未来我国粮食的压力并非来自人的口粮，而是饲料用粮，今后应以草食家畜代替耗粮型家畜来缓解饲料用粮的压力。我国拥有大量的农作物副产品，如秸秆，可以有效缓解畜牧业发展中粮食和牧草资源供求的矛盾。
木质纤维素是自然界最丰富的可再生生物质资源，全球每年通过光合作用产生的植物纤维约2000亿吨，其中有近90%未被利用。
韩建林在接受《中国科学报》采访时说：“反刍动物瘤胃是自然界高度演化且降解木质纤维能力最强的生态系统之一。其中的大量微生物相互作用，能有效利用粗饲料中的纤维素、半纤维素和非蛋白氮等成分，供机体营养需要及产肉、产奶。”
然而，由于木质纤维素在组成和结构上特别复杂，其降解需要多种微生物的协同互作。同时，微生物分类和代谢方式非常多样，各种纤维素酶间的协同—降解机制尚不清晰，因而严重制约了木质纤维素资源的开发利用。
“有趣的是，反刍动物机体约70%的能量需求是通过瘤胃微生物发酵和降解不同类型的植物纤维获得的。牧草纤维数量及结构上的差异是影响瘤胃纤维素分解菌生长繁殖的关键因素，且瘤胃微生物群落附着于饲料颗粒是后者被消化利用过程中的关键步骤，但附着和降解机理尚不清楚。”论文通讯作者丁学智告诉《中国科学报》。
基于反刍动物瘤胃细菌群在植物木质纤维素降解能力方面的差异，科研人员通过研究不同高木质纤维素饲料上附着的关键菌群动态及相关基因功能的变化，从整体上深入解析了瘤胃微生物降解木质纤维素的作用机理及其与木质纤维素降解酶间的相互作用机制。
微生物的“口味”
该团队利用伊朗土种Taleshi牛瘤胃瘘管公牛，对常见的富含木质纤维素类牧草，包括山茶棘、芦苇、枣椰树、扫帚草、稻秸和盐角草的茎叶进行不同时间点的瘤胃原位发酵。
丁学智介绍，通过对这些牧草上附着的瘤胃微生物菌群的16S扩增子测序发现，微生物菌群对不同牧草具有明显的黏附“嗜好”，其中的纤维素成分显著地影响了微生物群落的附着，从而进一步影响牧草在瘤胃内的高效降解和代谢。
牧草在瘤胃发酵的前24小时内，干物质降解效率最高且与纤维菌科、未分类拟杆菌科、瘤胃球菌科和螺旋菌属的微生物菌群的数量显著相关；此外，牧草上附着的瘤胃微生物群落因木质纤维素成分不同而表现出显著差异，如纤维菌在中性洗涤纤维含量最高的牧草上明显增多，而瘤胃球菌则倾向于附着在酸性洗涤剂木质素含量较低的牧草上。
然而，随发酵时间的延长，附着在牧草上的微生物菌群的多样性渐趋一致。
同时，反刍动物瘤胃中的细菌、真菌和原虫在木质纤维素降解过程中形成一个复杂的共生系统，共同参与植物细胞壁的降解。因细菌数量庞大，并且有多种代谢途径，因此，瘤胃细菌在纤维素的降解过程中占主导地位。而瘤胃真菌则在大颗粒、大片段植物纤维降解过程中起着重要作用。
“因此，瘤胃微生物对木质纤维素的降解不是某一种或者两种微生物所能及的，而是一个非常复杂的相互协同作用过程。”丁学智表示。
瘤胃中的新物种
为进一步探讨附着于不同木质纤维素牧草上的关键瘤胃微生物菌群的多样性和功能，该团队通过对瘤胃宏基因组的测序和组装，挖掘到了523个未培养的细菌和15个未培养的古细菌，它们在瘤胃中具有潜在的新功能。
丁学智介绍，他们组装了拟杆菌门、厚壁菌门、纤维杆菌门等的近完整基因组，同时富集了与木质纤维素聚合物降解和短链挥发性脂肪酸生成相关的基因。
而与所有已知公众数据库中的物种相比，该研究组装的绝大多数瘤胃未培养基因组都是全新物种。
此外，在瘤胃发酵过程中，牧草理化特性和饲料颗粒在瘤胃内的滞留时间是决定瘤胃微生物功能菌群逐渐由共营养类群向寡营养类群转变的主要因素，这种转变可能促进了难降解植物木质纤维素在瘤胃复杂环境中的降解。
而瘤胃微生物菌群在不同木质纤维素牧草附着时间的差异表明，瘤胃微生物群落具有较高的分类多样性、功能冗余性和代谢分区性，这将有利于其对不同木质纤维素饲料的进化性适应。
韩建林说，这项研究还深入挖掘了独特的微生物多样性和相关基因的功能，它们在瘤胃对难降解木质纤维素牧草的降解中发挥着关键作用。
丁学智强调，该项研究搭建了“一带一路”沿线国家反刍动物瘤胃微生态产业化应用的多学科、多边合作的国际化平台，也为深入挖掘和创新利用我国独特的地方畜种如牦牛、水牛以及土种蒙古牛等瘤胃微生态资源提供了借鉴。
“通过宏基因组学、代谢组学等多种组学技术的联合应用，对厌氧发酵中木质纤维素降解菌进行深入挖掘，获得编码特定酶类的目标基因，揭示不同畜种资源消化道微生物菌群的遗传潜力，以期通过基因工程获得快速、廉价、高效降解木质纤维素生物质的微生物和酶类资源，应用于工业化生产。”韩建林说。
【吃的是草，产的是奶，瘤胃微生物也“挑食”[疑问]】
12月1日，《国际微生物生态学会杂志》在线发表了来自国际团队的最新成果。他们利用微生物16S扩增子和宏基因组测序等研究手段，深入解析了土种黄牛瘤胃微生物对不同木质纤维素饲用植物降解的“嗜好”，为瘤胃微生物和瘤胃酶在木质纤维饲料资源价值化利用方面的研究和应用提供了新的思路和方法。
该团队由中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所研究员丁学智课题组，联合伊朗农业生物技术研究所教授Ghasem Hosseini Salekdeh、国际家畜研究所—中国农业科学院北京畜牧兽医研究所研究员韩建林等组成。
【瘤胃：让木质纤维变成肉和奶】
随着人类对高品质动物蛋白摄入的上升和全球畜牧养殖业的大力发展，优质牧草资源极度短缺。如何有效地利用各类劣质牧草资源并开发利用新型饲料已迫在眉睫。
据估计，世界人口在2050年时将达到97亿，届时全球的粮食产量需在2018年的基础上增加60-70%，才能满足人类对于食物需求的陡然增加。
中国工程院院士任继周认为，未来我国粮食的压力并非来自人的口粮，而是饲料用粮，今后应以草食家畜代替耗粮型家畜来缓解饲料用粮的压力。我国拥有大量的农作物副产品，如秸秆，可以有效缓解畜牧业发展中粮食和牧草资源供求的矛盾。
木质纤维素是自然界最丰富的可再生生物质资源，全球每年通过光合作用产生的植物纤维约2000亿吨，其中有近90%未被利用，相当大的部分都按废弃物处理。
韩建林在接受《中国科学报》采访时说：“反刍动物瘤胃是自然界高度演化且降解木质纤维能力最强的生态系统之一。其中的大量微生物相互作用，能有效利用粗饲料中的纤维素、半纤维素和非蛋白氮等成分，供机体营养需要及肉、奶的产出。”
然而，由于木质纤维素在组成和结构上特别复杂，其降解需要多种微生物的协同互作；同时，微生物分类和代谢方式非常多样，各种纤维素酶间的协同—降解机制尚不清晰，因而严重制约了木质纤维素资源的开发利用。
“有趣的是，反刍动物机体约70%的能量需求是通过瘤胃微生物发酵和降解不同类型的植物纤维获得的。牧草纤维数量及结构上的差异是影响瘤胃纤维素分解菌生长繁殖的关键因素，且瘤胃微生物群落附着于饲料颗粒是其被消化利用过程中的关键步骤，但其对高纤维素或半纤维素牧草的附着和降解机理尚不清楚。”论文通讯作者丁学智告诉《中国科学报》。
正是基于反刍动物瘤胃细菌群在植物木质纤维素降解能力上的差异，科研人员通过研究不同高木质纤维素饲料上附着的关键菌群动态及相关基因功能的变化，从整体上深入解析了瘤胃微生物降解木质纤维素的作用机理及其与木质纤维素降解酶间的相互作用机制。
【微生物的“口味”】
该团队利用伊朗土种Taleshi牛瘤胃瘘管公牛，对常见的富含木质纤维素类牧草，包括山茶棘、芦苇、枣椰树、扫帚草、稻秸和盐角草的茎叶进行不同时间点的瘤胃原位发酵。
丁学智介绍，通过对这些牧草上附着的瘤胃微生物菌群的16S扩增子测序发现，瘤胃微生物菌群对不同牧草具有明显的黏附“嗜好”，其中的纤维素成分显著地影响瘤胃微生物群落的附着，从而进一步影响牧草在瘤胃内的高效降解和代谢。
牧草在瘤胃发酵的前24小时内，干物质降解效率最高且与纤维菌科、未分类拟杆菌科、瘤胃球菌科和螺旋菌属的微生物菌群的数量显著相关；其次，牧草上附着的瘤胃微生物群落因木质纤维素成分的不同而表现显著差异，如纤维菌在中性洗涤纤维含量最高的牧草上明显增多，而瘤胃球菌则倾向于附着在酸性洗涤剂木质素含量较低的牧草上。
然而，随发酵时间的延长，附着在牧草上的微生物菌群的多样性渐趋一致。
同时，反刍动物瘤胃中的细菌、真菌和原虫在木质纤维素降解过程中形成一个复杂的共生系统，共同参与植物细胞壁的降解。
因细菌数量庞大，并且有多种代谢途径，因此，瘤胃细菌在纤维素的降解过程中占主导地位。
而瘤胃真菌则在大颗粒、大片段植物纤维降解过程中起着重要作用。
“因此，瘤胃微生物对木质纤维素的降解不是某一种或者两种微生物所能及的，而是一个非常复杂的相互协同作用过程。由于缺乏对瘤胃微生物相互作用的深入研究，这些理论都需要进一步的验证。”丁学智表示。
【瘤胃中的新物种】
为进一步探讨附着于不同木质纤维素牧草上的关键瘤胃微生物菌群的多样性和功能，该团队通过对瘤胃宏基因组的测序和组装，挖掘到了523个未培养的细菌和15个未培养的古细菌，它们在瘤胃中具有潜在的新功能。
丁学智介绍，他们组装了拟杆菌门、厚壁菌门、纤维杆菌门等的近完整基因组，同时富集了与木质纤维素聚合物降解和短链挥发性脂肪酸生成相关的基因。
而与所有已知公众数据库中的物种相比，该项研究所组装的绝大多数瘤胃未培养基因组都是全新物种。
此外，在瘤胃发酵过程中，牧草理化特性和饲料颗粒在瘤胃内的滞留时间是决定瘤胃微生物功能菌群逐渐由共营养类群向寡营养类群转变的主要因素，这种转变可能促进了难降解植物木质纤维素在瘤胃复杂环境中的降解。
其次，瘤胃微生物菌群对不同木质纤维素牧草附着时间的差异表明，瘤胃微生物群落具有较高的分类多样性、功能冗余性和代谢分区性，这将有利于其对不同木质纤维素饲料的进化性适应。
韩建林说，这项研究还深入挖掘了独特的微生物多样性和相关基因的功能，它们在瘤胃对难降解木质纤维素牧草的降解中发挥着的关键作用。
丁学智强调，该项研究搭建了“一带一路”沿线国家反刍动物瘤胃微生态产业化应用的多学科、多边合作的国际化平台，也为深入挖掘和创新利用我国独特的地方畜种如牦牛、水牛以及土种蒙古牛等瘤胃微生态资源提供了借鉴。
“通过宏基因组学、代谢组学等多种组学技术的联合应用，对厌氧发酵中木质纤维素降解菌进行深入挖掘，获得编码特定酶类的目标基因，揭示不同畜种资源消化道微生物菌群的遗传潜力，以期通过基因工程获得快速、廉价、高效降解木质纤维素生物质的微生物和酶类资源，应用于工业化生产。”韩建林说。
相关论文信息：
https://t.cn/A6GsbefP
https://t.cn/A6Gsbefh
12月1日，《国际微生物生态学会杂志》在线发表了来自国际团队的最新成果。他们利用微生物16S扩增子和宏基因组测序等研究手段，深入解析了土种黄牛瘤胃微生物对不同木质纤维素饲用植物降解的“嗜好”，为瘤胃微生物和瘤胃酶在木质纤维饲料资源价值化利用方面的研究和应用提供了新的思路和方法。
该团队由中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所研究员丁学智课题组，联合伊朗农业生物技术研究所教授Ghasem Hosseini Salekdeh、国际家畜研究所—中国农业科学院北京畜牧兽医研究所研究员韩建林等组成。
【瘤胃：让木质纤维变成肉和奶】
随着人类对高品质动物蛋白摄入的上升和全球畜牧养殖业的大力发展，优质牧草资源极度短缺。如何有效地利用各类劣质牧草资源并开发利用新型饲料已迫在眉睫。
据估计，世界人口在2050年时将达到97亿，届时全球的粮食产量需在2018年的基础上增加60-70%，才能满足人类对于食物需求的陡然增加。
中国工程院院士任继周认为，未来我国粮食的压力并非来自人的口粮，而是饲料用粮，今后应以草食家畜代替耗粮型家畜来缓解饲料用粮的压力。我国拥有大量的农作物副产品，如秸秆，可以有效缓解畜牧业发展中粮食和牧草资源供求的矛盾。
木质纤维素是自然界最丰富的可再生生物质资源，全球每年通过光合作用产生的植物纤维约2000亿吨，其中有近90%未被利用，相当大的部分都按废弃物处理。
韩建林在接受《中国科学报》采访时说：“反刍动物瘤胃是自然界高度演化且降解木质纤维能力最强的生态系统之一。其中的大量微生物相互作用，能有效利用粗饲料中的纤维素、半纤维素和非蛋白氮等成分，供机体营养需要及肉、奶的产出。”
然而，由于木质纤维素在组成和结构上特别复杂，其降解需要多种微生物的协同互作；同时，微生物分类和代谢方式非常多样，各种纤维素酶间的协同—降解机制尚不清晰，因而严重制约了木质纤维素资源的开发利用。
“有趣的是，反刍动物机体约70%的能量需求是通过瘤胃微生物发酵和降解不同类型的植物纤维获得的。牧草纤维数量及结构上的差异是影响瘤胃纤维素分解菌生长繁殖的关键因素，且瘤胃微生物群落附着于饲料颗粒是其被消化利用过程中的关键步骤，但其对高纤维素或半纤维素牧草的附着和降解机理尚不清楚。”论文通讯作者丁学智告诉《中国科学报》。
正是基于反刍动物瘤胃细菌群在植物木质纤维素降解能力上的差异，科研人员通过研究不同高木质纤维素饲料上附着的关键菌群动态及相关基因功能的变化，从整体上深入解析了瘤胃微生物降解木质纤维素的作用机理及其与木质纤维素降解酶间的相互作用机制。
【微生物的“口味”】
该团队利用伊朗土种Taleshi牛瘤胃瘘管公牛，对常见的富含木质纤维素类牧草，包括山茶棘、芦苇、枣椰树、扫帚草、稻秸和盐角草的茎叶进行不同时间点的瘤胃原位发酵。
丁学智介绍，通过对这些牧草上附着的瘤胃微生物菌群的16S扩增子测序发现，瘤胃微生物菌群对不同牧草具有明显的黏附“嗜好”，其中的纤维素成分显著地影响瘤胃微生物群落的附着，从而进一步影响牧草在瘤胃内的高效降解和代谢。
牧草在瘤胃发酵的前24小时内，干物质降解效率最高且与纤维菌科、未分类拟杆菌科、瘤胃球菌科和螺旋菌属的微生物菌群的数量显著相关；其次，牧草上附着的瘤胃微生物群落因木质纤维素成分的不同而表现显著差异，如纤维菌在中性洗涤纤维含量最高的牧草上明显增多，而瘤胃球菌则倾向于附着在酸性洗涤剂木质素含量较低的牧草上。
然而，随发酵时间的延长，附着在牧草上的微生物菌群的多样性渐趋一致。
同时，反刍动物瘤胃中的细菌、真菌和原虫在木质纤维素降解过程中形成一个复杂的共生系统，共同参与植物细胞壁的降解。
因细菌数量庞大，并且有多种代谢途径，因此，瘤胃细菌在纤维素的降解过程中占主导地位。
而瘤胃真菌则在大颗粒、大片段植物纤维降解过程中起着重要作用。
“因此，瘤胃微生物对木质纤维素的降解不是某一种或者两种微生物所能及的，而是一个非常复杂的相互协同作用过程。由于缺乏对瘤胃微生物相互作用的深入研究，这些理论都需要进一步的验证。”丁学智表示。
【瘤胃中的新物种】
为进一步探讨附着于不同木质纤维素牧草上的关键瘤胃微生物菌群的多样性和功能，该团队通过对瘤胃宏基因组的测序和组装，挖掘到了523个未培养的细菌和15个未培养的古细菌，它们在瘤胃中具有潜在的新功能。
丁学智介绍，他们组装了拟杆菌门、厚壁菌门、纤维杆菌门等的近完整基因组，同时富集了与木质纤维素聚合物降解和短链挥发性脂肪酸生成相关的基因。
而与所有已知公众数据库中的物种相比，该项研究所组装的绝大多数瘤胃未培养基因组都是全新物种。
此外，在瘤胃发酵过程中，牧草理化特性和饲料颗粒在瘤胃内的滞留时间是决定瘤胃微生物功能菌群逐渐由共营养类群向寡营养类群转变的主要因素，这种转变可能促进了难降解植物木质纤维素在瘤胃复杂环境中的降解。
其次，瘤胃微生物菌群对不同木质纤维素牧草附着时间的差异表明，瘤胃微生物群落具有较高的分类多样性、功能冗余性和代谢分区性，这将有利于其对不同木质纤维素饲料的进化性适应。
韩建林说，这项研究还深入挖掘了独特的微生物多样性和相关基因的功能，它们在瘤胃对难降解木质纤维素牧草的降解中发挥着的关键作用。
丁学智强调，该项研究搭建了“一带一路”沿线国家反刍动物瘤胃微生态产业化应用的多学科、多边合作的国际化平台，也为深入挖掘和创新利用我国独特的地方畜种如牦牛、水牛以及土种蒙古牛等瘤胃微生态资源提供了借鉴。
“通过宏基因组学、代谢组学等多种组学技术的联合应用，对厌氧发酵中木质纤维素降解菌进行深入挖掘，获得编码特定酶类的目标基因，揭示不同畜种资源消化道微生物菌群的遗传潜力，以期通过基因工程获得快速、廉价、高效降解木质纤维素生物质的微生物和酶类资源，应用于工业化生产。”韩建林说。
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