导言：年是党的“二十大”召开之年，也是实施“十四五”规划关键之年。站在历史的重要时刻，低碳绿色高质量发展对动物营养与饲料学科自主创新吹响了新的集结号。推进动物营养学术交流，助力青年学者成长，是“颐和青年奖活动”恒久的宗旨，近期本活动将陆续呈现颐和青年学者们近几年来的科技创新成果。在此，感谢山东龙昌集团对本次活动的大力支持。
赵圣国
副研究员
农业农村部动物营养与饲料学重点实验室推荐青年学者
中国农业科学院北京畜牧兽医研究所副研究员
01个人简介
研究方向：瘤胃微生物与营养代谢
赵圣国，博士，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所副研究员。主持国家自然科学基金、国家重点研发计划等国家级项目或子课题2项，主持省部级项目4项，获神农中华农业科技奖等科技奖励3项，在动物营养学分会等会议获优秀报告奖3项，入选农业农村部“杰出青年农业科学家”。以第一或通讯作者（含共同）发表论文67篇，其中在ScienceoftheTotalEnvironment、BioresourceTechnology、JournalofDairyScience和AppliedandEnvironmentalMicrobiology等权威期刊发表SCI论文36篇，单篇最高影响因子7.96，JCR领域TOP1期刊论文1篇。以主编或副主编出版著作7部，授权发明专利3项，发布标准1项。担任《Animal》、《生物技术通报》编辑，《InternationalJournalofMolecularSciences》、《中国乳业》等期刊专题主编，“中国生物工程学会计算生物学与生物信息学专业委员会”委员。
02科技创新成果
近五年，围绕奶牛瘤胃微生物脲酶与尿素氮代谢，系统性揭示了脲酶分子特征，建立脲酶活性调控技术，揭示尿素氮与木质纤维素的协同关系，极大丰富了国际瘤胃微生物脲酶领域研究成果，为奶牛日粮豆粕减量替代、牛奶品质提升和氮态温室气体减排提供了基础。取得两项代表性成果，如下：
1.奶牛瘤胃微生物脲酶分子特征与活性调控
瘤胃中微生物蛋白是生成乳蛋白的重要前体物，脲酶在尿素氮向微生物蛋白转化中起着重要作用。然而，瘤胃微生物脲酶的来源、分子特征和调控机制仍不清楚，制约着瘤胃微生物蛋白合成效率的调控提升。鉴于此，提出以瘤胃脲酶为核心的“菌群—基因—蛋白—抑制剂”学术思路，填补了奶牛瘤胃脲酶来源菌群和脲酶宏基因信息空白，破解了设计和筛选高效脲酶抑制剂的难题，极大促进了国际瘤胃微生物脲酶研究进展。构建奶牛瘤胃脲酶ureC基因数据库，被《FrontiersinMicrobiology》推荐为瘤胃功能微生物研究的三大数据库之一。揭示奶牛瘤胃脲酶基因生态位分布，被《Animal》认为是首次利用高通量测序揭示了瘤胃脲酶基因多样性特征。首次鉴定了瘤胃微生物优势脲酶及其蛋白结构，揭示脲酶辅助蛋白结合与活化的关键位点，提升了脲酶分子特征的基础认识水平，为开展脲酶活性调控提供了重要靶标。利用分子对接靶向脲酶活性中心，筛选获得4种新高效脲酶抑制剂，抑制脲酶活性能力是商品化脲酶抑制剂的10倍，提高奶畜氮利用率31%，有助于饲料蛋白质减量替代。尤为突出的是，本成果建立了“优势脲酶鉴定—结构特征解析—抑制剂筛选”系统性研究方法，避免了无靶向性盲目调控脲酶活性导致效率低和效果差的问题，研究成果被“The12thChina-Japan-KoreaJointSymposiumonRumenMetabolismandPhysiology”国际会议专家评为最佳报告奖，为开展动物消化道微生物功能调控提供了一条新思路。
2.奶牛瘤胃微生物代谢尿素氮和木质纤维素的协同关系与调控
尿素氮和木质纤维素是瘤胃微生物蛋白合成的重要氮源和能量源，而瘤胃微生物分解代谢尿素氮和木质纤维素的协同效应仍不清楚，导致无法建立尿素氮与纤维素协同调控瘤胃微生物蛋白合成的模式。基于此，创新性将尿素氮与木质纤维素能量偶连起来，发现瘤胃微生物分解代谢尿素氮和木质纤维素具有协同效应，提出通过减缓尿素氮释放和促进纤维分解加快微生物蛋白合成的调控思路，建立了促进木质纤维素分解的汽爆新方法，拓展了瘤胃微生物蛋白合成调控的国际研究进展。创新性利用原位共培养实现了新纤维分解菌群的富集分离，克服了传统培养难题，为分离功能微生物提供了新方法，被“InternationalSymposiumonGastrointestinalMicrobialEcologyandFunctionality”国际专家评为最佳报告奖。通过转录组发现尿素激活脲酶基因、尿素转运基因以及氨同化基因等表达，为减缓尿素氮释放提供了脲酶之外的新调控靶标。建立了加快木质纤维素分解的汽爆方法，揭示了纤维分解菌快速分解木质纤维素的定植机制，为能氮同步释放调控提供了新技术，汽爆技术被《FrontiersinEnergyResearch》评价为加快微生物分解木质纤维素速度的有效方法。发布《玉米秸秆蒸汽爆破饲料制作技术规范》标准，填报了农业农村部和国家发展改革委联合印发《秸秆综合利用技术目录（）》中汽爆技术缺乏参照标准（唯一缺乏的技术）的空白，为能氮同步释放调控尿素氮利用率提升提供了新技术。
03科技创新情况