申请人在过去的科研生涯中，坚持扎根吉林省，以特种经济家畜—梅花鹿为研究对象，立足于鹿茸增产的产业需求，围绕鹿茸生物学基础和鹿消化道微生物，在鹿茸发生发育的分子机制、鹿消化道微生物组及鹿茸的生长调控等方面取得了重要进展。以第一和通讯作者（含并列）在Science（3篇）、Microbiome等国内外主流学术期刊发表SCI论文30篇，参与成果入选2019年度“中国生命科学十大进展”和“2020年中国农业科学十大进展”。获得第十六届吉林省青年科技奖特别奖。主要科学技术成就和贡献如下：

（1）鹿茸发生与快速生长的分子机制研究。鹿茸是雄性鹿科动物额部长出的未骨化的密生茸毛的幼角，具有很高的药用和经济价值。然而鹿茸发生及快速生长的系统分子机制仍不清楚。驯鹿是唯一雌性生长鹿茸的鹿类动物，是研究鹿茸生长的独特模型。申请人在首次报道了驯鹿高质量基因序列图谱的基础上，基于比较基因组学，发现POR和CYP27B1是两个影响鹿茸生长的关键酶；证明一个与雄性激素受体结合的基序在驯鹿中发生了特异性突变，该突变导致雌性驯鹿可能对更低的雄性激素水平响应而生长鹿茸（Science，2019a）。揭示了头部神经脊干细胞是鹿茸生长的基础；证明鹿茸快速生长过程中募集了大量来自骨、皮肤、脑和睾丸组织表达的基因；发现轴突导向通路参与鹿茸神经组织的快速生长，生长因子及其受体基因通过WNT和TGF-β信号通路促进鹿茸细胞的快速增殖（Science, 2019b）。研究结果为精准调控鹿茸生长和高产茸鹿的培育提供了重要分子依据。

（2）鹿消化道微生物群落结构特征与发育规律研究。申请人以成年鹿为对象，系统揭示了瘤胃4类微生物类群的结构特征。证明宿主遗传信息影响瘤胃甲烷菌组成和氢气代谢通路；发现瘤胃甲烷菌与产乙酸菌多样性呈正相关，戈氏甲烷短杆菌与瘤胃乳头表面积显著负相关，稀有甲烷菌类群在决定甲烷产量方面起更重要作用（Frontiers in Microbiology，2020）。围绕关键的幼龄阶段，申请人发现了消化道微生物接种源的区段化差异；证明消化道微生物和代谢物的发育都呈区段化特征，瘤胃和盲肠甲烷菌发育的恒定性与异质性（Frontiers in Microbiology，2018；FEMS Microbiology Letters，2019；BMC Microbiology，2019）。以上结果为挖掘瘤胃优异微生物资源及其微生态调控奠定了重要的原创基础。

（3）鹿消化道微生物代谢机制与鹿茸生长调控研究。针对成年鹿消化道微生物功能特征不清楚的问题，申请人首次构建了鹿10个消化道区段微生物基因集；解析了基因特征与代谢功能异质性；鉴定出了8745个新微生物基因组；阐明了消化道氢生成与利用的基因与通路；发现了影响日粮利用率的新微生物种群与基因（Microbiome，2021）。证明纤维杆菌属和密螺旋体属是降解粗饲料的主要微生物；发现普雷沃氏菌属丰度与鹿瘤胃能量供给有关；揭示精氨酸和丙氨酸是影响鹿茸产量的靶代谢物。证实日粮中补充精氨酸显著增强瘤胃丙酸和丁酸代谢通路，显著增加鹿茸产量。以上结果为鹿消化道微生物的分离培养和鹿茸增产与调控提供了新支撑。

1. An integrated gene catalog and over 10,000 metagenome-assembled genomes from the gastrointestinal microbiome of ruminants, Xie F^#, Jin W^#, Si H^#, Yuan Y^#, Tao Y, Liu J, Wang X, Yang C, Li Q, Yan X, Lin L, Jiang Q, Zhang L, Guo C, Greening C, Heller R, Guan LL, Pope PB, Tan Z, Zhu W, Wang M^*, Qiu Q^*, Li Z^*, Mao S^*, Microbiome, 2021, 9(1):137.

2. Effects of rumen-protected arginine supplementation on the plasma amino acids and gut microbiota of sika deer (Cervus nippon), Si H^#, Han Y^#, Liu H, Lou Y, Li Z^*, Animal Feed Science and Technology, 2021, 273:114828.

3. Comparative microbiome analysis reveals the ecological relationships between rumen methanogens, acetogens, and their hosts, Li Z^#, Wang X^#, Alberdi A^#, Deng J^#, Zhong Z^#, Si H^#, Zheng C, Zhou H, Wang J, Yang Y, Wright ADG, Mao S, Zhang Z^*, Guan L^*, Li G^*, Frontiers in microbiology, 2020, 11:1311.

4. Genetic basis of ruminant headgear and rapid antler regeneration, Wang Y^#, Zhang C^#, Wang N, ^# Li Z^#, Heller R^#, Liu R^#, Zhao Y^#, Han J^#, Pan X, Zheng Z, Dai X, Chen C, Dou M, Peng S, Chen X, Liu J, Li M, Wang K, Liu C, Lin Z, Chen L, Hao F, Zhu W, Song C, Zhao C, Zheng C, Wang J, Hu S, Li C, Yang H, Jiang L, Li G, Liu M, Sonstegard TS, Zhang G, Jiang Y^*, Wang W^*, Qiu Q^*, Science, 2019, 364(6446):eaav6335.

5. Biological adaptations in the Arctic cervid, the reindeer (Rangifer tarandus), Lin Z^#, Chen ^#L, Chen X^#, Zhong Y^#, Yang Y^#, Xia W^#, Liu C, Zhu W, Wang H, Yan B, Yang Y, Liu X, Sternang Kvie K, Røed KH, Wang K, Xiao W, Wei H, Li G, Heller R, Gilbert MTP, Qiu Q^*, Wang W^*, Li Z^*, Science, 2019, 364(6446):eaav6312.

6. Heterogeneous development of methanogens and the correlation with bacteria in the rumen and cecum of sika deer (Cervus nippon) during early life suggest different ecology relevance, Li Z^#, Wang X^#, Zhang T^#, Si H, Xu C, Wright ADG, Li G^*, BMC Microbiology, 2019, 19(1):129.

7. The development of microbiota and metabolome in small intestine of sika deer (Cervus nippon) from birth to weaning, Li Z, Wang X, Zhang T, Si H, Nan W, Xu C, Guan L, Wright ADG, Li G^*, Frontiers in Microbiology, 2018, 9(4).

8. Draft genome of the reindeer (Rangifer tarandus), Li Z^#, Lin Z^#, Ba H^#, Chen L, Yang Y, Wang K, Qiu Q, Wang W^*, Li G^*, GigaScience, 2017, 6(12):1-5.

9. Changes in the rumen microbiome and metabolites reveal the effect of host genetics on hybrid crosses, Li Z, Wright ADG, Si H, Wang X, Qian W, Zhang Z, Li G^*, Environmental Microbiology Reports, 2016, 8(6):1016-1023.

10. 中华人民共和国国家标准，鹿营养需要量，李光玉，鲍坤，王凯英，杨福合，钟伟，刘晗璐，王晓旭，孙伟丽，李志鹏，杨雅涵，张铁涛，GB/T41190-2021，2021.12.31