動物營養(yǎng)學(xué)研究進展概要

1、動物營養(yǎng)學(xué)研究現(xiàn)狀及展望,李 德 發(fā)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，北京，100094,報 告 內(nèi) 容,1 國際動物營養(yǎng)學(xué)研究內(nèi)容、趨勢和特點2 中國動物營養(yǎng)學(xué)研究現(xiàn)狀和特色3 中國動物營養(yǎng)學(xué)近期的研究方向,國際動物營養(yǎng)學(xué)研究趨勢和特點,1.1營養(yǎng)需要1.2營養(yǎng)調(diào)控1.3飼養(yǎng)技術(shù)1.4生態(tài)畜牧1.5信息技術(shù)1.6綠色飼料1.7氨基酸營養(yǎng)1.8資源開發(fā),1.1 營 養(yǎng) 需 要,特點：靜態(tài)指標(biāo) 動態(tài)模型；

2、成果：動態(tài)模型：1營養(yǎng)生長模型；2營養(yǎng)物質(zhì)分配線性一平穩(wěn) (Linear-Plateau)；3潛在生長模型；4蛋白質(zhì)沉積遺傳潛力模型;5營養(yǎng)物質(zhì)利用模型作用：預(yù)測各生長階段采食量及屠體目標(biāo)體重、配制季節(jié)性日糧、豬基因型的選擇、分性別飼養(yǎng)和設(shè)計低環(huán)境污染日糧。,1.2 營 養(yǎng) 調(diào) 控,主要包括：采食調(diào)控、吸收調(diào)控、消化道微生態(tài)系統(tǒng)調(diào)控，內(nèi)分泌調(diào)控、免疫中和技術(shù)調(diào)控等。理論和實踐均已經(jīng)證明該項技術(shù)具有較大的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價值。成功的典例：

3、國外高產(chǎn)奶牛的營養(yǎng)調(diào)控技術(shù)：使得攝入能量以及氨基酸用于產(chǎn)奶的分配比例得以優(yōu)化并最大限度地減少其用于組織增長和維持需要的比例。,1.3 飼 養(yǎng) 技 術(shù),當(dāng)前新飼養(yǎng)技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾方面：分性別飼養(yǎng)階段飼養(yǎng)早期隔離斷奶技術(shù)多點生產(chǎn)模式（MSP） 上述技術(shù)均對動物營養(yǎng)學(xué)提出更新和更為復(fù)雜的研究課題。,1.4 生態(tài)畜牧,人類健康意識的不斷增強為功能性食品和安全性食品誕生創(chuàng)造了條件； 通過營養(yǎng)調(diào)控來生產(chǎn)功能性食品取得

4、了積極進展，如高ω－3脂肪酸雞蛋的生產(chǎn)； 通過限制抗生素、激素和其它合成藥物的添加生產(chǎn)安全性食品。,1.5 信 息 技 術(shù),信息技術(shù)大大促進了動物營養(yǎng)學(xué)的發(fā)展，主要反應(yīng)在兩個方面： 計算機模擬技術(shù) 國際互聯(lián)網(wǎng)的普遍應(yīng)用,1.6 綠 色 飼 料,目前，添加劑的方向已轉(zhuǎn)向天然、對健康無害的替代物上，包括：益生素、酶制劑、有機酸、高效礦物元素、植物活性物質(zhì)和中草藥制劑等。,1.6.1 益 生 素,定義：

5、主要指活菌制劑或利用細菌和酵母培養(yǎng)物衍生的寡糖等；機理:促進微生態(tài)平衡，對有害菌產(chǎn)生竟?fàn)幮耘懦夂鸵种谱饔?，提高動物健康狀況。美國FDA批準(zhǔn)產(chǎn)品達40余種。乳酸桿菌、酵母培養(yǎng)物、芽孢桿菌、雙歧桿菌和鏈球菌等目前國外應(yīng)用較多。,1.6.2 酶 制 劑,碳水化合物酶；蛋白分解酶；植酸酶，在仔豬飼料中替代部分無機磷飼料，已經(jīng)進入規(guī)模化應(yīng)用階段。? －葡聚糖酶,1.6.3 高利用率礦物質(zhì),包括：螯合物或蛋白鹽類；特點：高效、毒小、易吸

6、收和低污染。典型代表：硒酵母、賴氨酸銅、螯合鐵和蛋白鋅對幼年和高產(chǎn)單胃動物的健康具有十分有益的作用。果膠-氧化鋅復(fù)合物，200ppm 在斷奶仔豬中的效果相當(dāng)于2500ppm的氧化鋅。大大降低對環(huán)境的污染。,1.7 氨基酸營養(yǎng),單胃動物氨基酸營養(yǎng)反芻動物蛋白質(zhì)和氨基酸營養(yǎng),1.7.1 單胃動物氨基酸營養(yǎng),單胃動物氨基酸營養(yǎng) 集中在動物瘦肉生長和免疫系統(tǒng)功能兩方面。其中賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸。支鏈氨基酸、組氨酸和色氨酸的研

7、究較為活躍；谷氨酰胺對于仔豬腸黏膜保護機制研究當(dāng)前極為熱門。,1.8.2 反芻動物蛋白質(zhì)氨基酸營養(yǎng),集中在蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值評定體系方面，先后經(jīng)歷了 粗蛋白或可消化粗蛋白體系 小腸可消化蛋白質(zhì)營養(yǎng)新體系,反芻動物蛋白質(zhì)氨基酸營養(yǎng),90年代，蛋白質(zhì)新體系又逐漸向數(shù)量化和模型化發(fā)展，重點轉(zhuǎn)向小腸吸收氨基酸之間的配比及其平衡關(guān)系。90年代初，美國康乃爾大學(xué)的學(xué)者提出凈碳水化合物和蛋白質(zhì)體系（CNCPS），將碳水

8、化合物營養(yǎng)和蛋白質(zhì)營養(yǎng)結(jié)合起來，用動態(tài)模型描述瘤胃發(fā)酵，并預(yù)測小腸氨基酸的數(shù)量。這是對反芻動物蛋白質(zhì)營養(yǎng)研究的最新貢獻。,反芻動物蛋白質(zhì)氨基酸營養(yǎng),對反芻動物限制性氨基酸和理想氨基酸模式的研究已由起步到不斷向縱深發(fā)展，目前，在確定羔羊、生長羊的理想氨基酸模式上已經(jīng)取得重要進展。,1.9 資 源 開 發(fā),新型玉米：高油玉米、高色氨酸玉米和低植酸磷玉米新型大豆：高蛋氨酸大豆、低水蘇糖和棉籽糖大豆、低氧合酶大豆、低抗胰蛋白酶因子大豆。油

9、菜的育種也取得了令人鼓舞的進展，向油菜中導(dǎo)入Aspergillus 植酸酶基因使其產(chǎn)生特異性遺傳表達后，油籽中的植酸酶在單胃動物中的效果與通過微生物發(fā)酵產(chǎn)生的植酸酶相似。,2 我國動物營養(yǎng)研究現(xiàn)狀,近10年來，中國動物營養(yǎng)學(xué)的研究目標(biāo)主要集中在畜禽營養(yǎng)代謝機理和營養(yǎng)需要等方面。研究領(lǐng)域：營養(yǎng)與代謝、環(huán)境與營養(yǎng)、飼料抗?fàn)I養(yǎng)因子、飼料營養(yǎng)價值與生物學(xué)效價的評定和飼料資源的開發(fā)研究等。,2 我國動物營養(yǎng)研究特色,根據(jù)我國地域遼闊，家養(yǎng)動物的

10、遺傳多樣性和飼養(yǎng)模式多樣化的特點研究動物的營養(yǎng)需要、物質(zhì)代謝和飼料營養(yǎng)成分的盈缺規(guī)律以及優(yōu)化當(dāng)?shù)仫暳腺Y源的利用是我國動物營養(yǎng)學(xué)研究的一大特色。,2 我國動物營養(yǎng)研究現(xiàn)狀和特色（續(xù)）,2.1單胃動物營養(yǎng)2.2反芻動物營養(yǎng)2.3 家禽營養(yǎng),2.1單胃動物營養(yǎng),單胃動物營養(yǎng)尤其是豬的營養(yǎng)在我國營養(yǎng)學(xué)研究中所占的比重較大而且取得的進展較快，包括：能量代謝和能量需要、脂肪營養(yǎng)、蛋白質(zhì)和氨基酸纖維營養(yǎng)及其需要；仔豬斷奶應(yīng)激的營養(yǎng)學(xué)對策營養(yǎng)與

11、免疫的關(guān)系；飼料營養(yǎng)價值評定和飼料加工工藝等；,2.1單胃動物營養(yǎng)（續(xù)）,飼料能量、蛋白質(zhì)及AA的消化率與利用率；豬生長發(fā)育規(guī)律及生長豬的氮沉積規(guī)律提高瘦肉率的營養(yǎng)措施；高劑量銅對豬的促生長作用；仔豬和生長豬對鋅和硒的需要量及其影響因素.,2.2 反芻動物營養(yǎng),中國荷斯坦牛與肉牛營養(yǎng)需要量研究；湖羊、奶山羊和細毛羊營養(yǎng)需要量的研究；瘤胃與小腸能量消化代謝規(guī)律；瘤胃微生物蛋白質(zhì)合成量與瘤胃能氮平衡的關(guān)系；,2.2 反芻動物

12、營養(yǎng)（續(xù)）,飼料蛋白質(zhì)瘤胃降解率的評定與新蛋白質(zhì)體系；NPN的有效利用技術(shù)；飼料營養(yǎng)價值評定技術(shù)；低質(zhì)粗飼料復(fù)合處理與加工技術(shù)的研究；,2.3 家禽營養(yǎng),肉雞與蛋雞的營養(yǎng)需要量；能量與蛋白質(zhì)的利用效率；代謝能與氨基酸利用率的評定方法；雞鴨缺硒的生化與臨床表現(xiàn)；產(chǎn)蛋雞對鋅的需要量與生理生化反應(yīng)等。,3 我國動物營養(yǎng)學(xué)近期的研究方向,二十一世紀(jì)里，我國動物營養(yǎng)學(xué)將面臨著更加艱巨的任務(wù)：一方面，必須加強基礎(chǔ)理論的研究，在國際發(fā)

13、展空間中占有一席之地；另一方面，研究項目必須能適應(yīng)和保證我國經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略要求。,3 我國動物營養(yǎng)學(xué)近期的研究方向（續(xù)）,為適應(yīng)上述要求，在21世紀(jì)初應(yīng)加強以下幾個方面的研究并在研究經(jīng)費上給予優(yōu)先資助。,3.1 營養(yǎng)素的代謝調(diào)控對畜禽經(jīng)濟性狀的影響,研究目的：研究營養(yǎng)素代謝調(diào)控的生物學(xué)基礎(chǔ)，進而從調(diào)控機制入手為畜禽提供最佳的日糧養(yǎng)分組合，盡可能提高有限飼料資源的利用效率。,3.2 仔豬斷奶綜合癥機理的研究,研究內(nèi)容：1．仔豬斷奶綜合

14、癥的生理、生化和組織學(xué)機理研究；2．小腸黏膜組織的更新與仔豬斷奶后腹瀉的關(guān)系；3．日糧成分、營養(yǎng)素與仔豬斷奶綜合癥的關(guān)系；4．仔豬斷奶綜合癥綜合營養(yǎng)技術(shù)措施的建立。,3.2 仔豬斷奶綜合癥機理的研究（續(xù)）,綜合措施的特色-----從免疫學(xué)角度探索斷奶仔豬營養(yǎng)原理和營養(yǎng)需要關(guān)鍵內(nèi)容-----明確營養(yǎng)素的免疫調(diào)控機制-----制定應(yīng)激狀態(tài)下仔豬保持最佳免疫力的營養(yǎng)需要量-----研制出新型抗腹瀉和抗下痢綠色飼料添加劑,3.3

15、 肉雞營養(yǎng)代謝病的機理及營養(yǎng)調(diào)控措施研究,研究目的與意義現(xiàn)代飼養(yǎng)業(yè)使肉雞生產(chǎn)性能得到提高的同時，代謝性疾病類型和發(fā)生率也大大提高。雞常見的代謝病主要有腹水癥、猝死癥和腿病。而環(huán)境與營養(yǎng)是兩大誘因。在了解發(fā)病機理的前提下，進行綜合營養(yǎng)平衡調(diào)控可以有效降低營養(yǎng)代謝病的發(fā)生率，提高肉雞的成活率，增加養(yǎng)殖業(yè)效益。,研究內(nèi)容,1．肉雞代謝?。ǜ顾Y、猝死癥和腿?。┑纳怼⑸安±硖卣骷鞍l(fā)病機理； 2．微量元素、維生素缺乏或過量及其

16、代謝變化對肉雞代謝病的發(fā)生、發(fā)展的影響，在分子、細胞、組織等系列水平上探討代謝病的營養(yǎng)學(xué)機理及營養(yǎng)平衡的調(diào)控措施。,3.4 小肽營養(yǎng)機制與動物理想蛋白質(zhì)模式的改進研究,研究目的與意義 研究小肽營養(yǎng)的特有機制，根據(jù)小肽和氨基酸組成及其吸收利用系列來正確評價蛋白質(zhì)飼料的營養(yǎng)價值，對于豐富和完善蛋白質(zhì)營養(yǎng)理論、節(jié)約蛋白飼料資源，實現(xiàn)日糧全價平衡經(jīng)濟配制，充分發(fā)揮畜禽生產(chǎn)潛力，具有重要意義，,研究內(nèi)容,1．蛋白質(zhì)飼料在肉雞（以肉雞為動

17、物模型）消化酶作用下水解終產(chǎn)物中小肽和氨基酸組成及比例關(guān)系；2．小肽的吸收效率，以及影響吸收效率的因素和最佳吸收條件，建立小肽吸收的動力學(xué)模型；3．小肽和氨基酸需要量和比例的關(guān)系，結(jié)合肉雞飼養(yǎng)試驗，改進理想蛋白質(zhì)模式和改進建立蛋白質(zhì)飼料營養(yǎng)價值評定體系。,3.5 低質(zhì)纖維性飼料微生物降解機理研究,研究目的和意義 對充分、合理地利用飼料資源和保持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。具有重大戰(zhàn)略意義。,研究內(nèi)容,1．木質(zhì)纖維的物理化學(xué)結(jié)構(gòu)及其對

18、微生物降解的限制作用；2．動物消化道微生物對木質(zhì)化纖維降解的分子機制；3．高效降解木質(zhì)化纖維菌種的篩選；4．低質(zhì)纖維性飼料利用的綜合營養(yǎng)調(diào)控措施,3.6 單胃動物中非淀粉多糖的營養(yǎng)特性研究,研究目的和意義 水溶性非淀粉多糖具有抗?fàn)I養(yǎng)效應(yīng)，對其化學(xué)結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)特性進一步研究將有助于糧食中潛在營養(yǎng)物質(zhì)的利用。,研究內(nèi)容,水溶性非淀粉多糖的抗?fàn)I養(yǎng)作用不溶性非淀粉多糖在單胃動物日糧中的作用不溶性非淀粉多糖對仔豬腹瀉的控制作用。,

19、3.7優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、合成氨基酸和動植物脂肪過瘤胃保護技術(shù)研究與應(yīng)用,研究目的和意義 研究優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、合成氨基酸和脂肪的過瘤胃保護技術(shù)特別是開發(fā)相應(yīng)的保護產(chǎn)品，以便對添加于反芻動物日糧中的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、合成氨基酸和脂肪在瘤胃中免于降解而進入后部消化道后再消化，以達到提高小腸中的必需氨基酸水平和日糧能量濃度，提高反芻動物的生產(chǎn)性能。,研究內(nèi)容,1．篩選可用作包被劑的原料研究：用人工瘤胃技術(shù)對包被優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、合成氨基酸和脂肪進行體外（i

20、n vitro）試驗，測定包被效果。2．用尼龍袋技術(shù)測定包被劑對優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、合成氨基酸和脂肪的包被效果研究。包被物在瘤胃中的降解率研究，并測定包被物在后段消化道的消化情況。,3.8飼料配方技術(shù)及其應(yīng)用研究,研究目的和意義1 單胃動物氨基酸利用率和理想氨基酸平衡模式；2 反芻動物蛋白質(zhì)和能量新體系；3 以新的技術(shù)體系評價生物學(xué)價值建立適合于中國國情的科學(xué)的畜禽營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。,研究內(nèi)容,1．飼料生物學(xué)評定技術(shù);2．豬營養(yǎng)需要及配套飼養(yǎng)

21、技術(shù);3．家禽營養(yǎng)需要及配套飼養(yǎng)技術(shù);4．牛營養(yǎng)需要及配套飼養(yǎng)技術(shù);5．羊營養(yǎng)需要及配套飼養(yǎng)技術(shù);6．水產(chǎn)動物營養(yǎng)需要及配套飼養(yǎng)技術(shù);7．特種動物營養(yǎng)需要及配套飼養(yǎng)技術(shù)。,3.9 飼料資源與新型飼料添加劑開發(fā)研究,飼料資源開發(fā)與高效利用新型飼料添加劑開發(fā)研究,飼料資源開發(fā)與高效利用,1．飼料作物（如高油玉米）開發(fā)利用技術(shù)；2．低質(zhì)和有毒餅粕的開發(fā)利用技術(shù)；3．微生物蛋白飼料開發(fā)利用技術(shù)；4．食品、藥品、釀造等加工業(yè)副