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猪日粮功能性氨基酸代谢与生理功能调控机制研究
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2016
  • 中图分类:
    S828.5
  • 关键词:
  • 成果简介:
    蛋白质饲料资源短缺、生产效率低下制约了养猪业的健康发展。肠道对曰粮氨基酸的吸收效率是决定动物饲料蛋白质利用效率的关键因素,氨基酸经猪肠道吸收入血液后除了合成蛋白质以外还具有重要的生理功能。该项目围绕猪氨基酸代谢与生理功能调控机制开展系列研究,取得了以下系统性和原创性重要科学发现:揭示了功能性氨基酸在猪肠道中的高效利用规律:采用多重血插管技术结合体外细胞培养,揭示了肠道氨基酸利用与碳水化合物代谢的内在联系,发现在肠道中α-酮戊二酸(AKG)能节约功能性氨基酸,使更多的谷氨酰胺和谷氨酸用于机体蛋白质的合成。这丰富了肠道“首过代谢”理论,克服了目国际上“理想氨基酸模型”理论在应用中相对不准确的弊端,为提高饲料氨基酸利用效率提供了理论依据。美国Adeola认为,该研究从组织器官和基因水平阐释了氨基酸与碳水化合物代谢的内在联系,是建立基于淀粉释放葡萄糖速度的理想蛋白质体系理论的基础据”。发现精氨酸等功能性氨基酸对营养素沉积分配和孕体发育具有调控作用:利用圆环病毒感染模型以及体外滋养层细胞培养,发现精氨酸等功能性氨基酸可促进胎盘发育,提高母猪繁殖性能,缓解病毒感染造成的繁殖障碍:通过饲养试验和屠宰分析,发现精氨酸、亮氨酸和谷氨酸可调控肥育猪脂肪和蛋白质代谢通路,促进蛋白质沉积,改善胴体性状和肉品质。这些氨基酸新生理功能的发现,改变了氨基酸仅作为蛋白质合成原料的认识。Wu等认为“这是首次研究精氨酸对肌肉和脂肪组织脂肪代谢的不同调控作用,可以作为人类营养研究的模型”。阐明了精氨酸和NCG调控肠道功能、营养素沉积分配和繁殖生理的作用机制:通过滋养层细胞模型结合体内试验,采用现代组学技术结合传统营养方法,发现了介导精氨酸和NCG等功能性氨基酸促进仔猪肠黏膜损伤修复的NO-HSP70等信号途径:揭示了功能性氨基酸通过调控miRNA和激活mTOR信号通路促进孕体发育的机制,并利用圆环病毒感染模型初步阐明了功能性氨基酸缓解繁殖障碍的生化机制:揭示了精氨酸通过影响胃肠道菌群代谢物以及差异调控脂肪代谢相关通路而重新分配体脂的机制。结果丰富了氨基酸营养理论,为功能性氨基酸用于养猪生产增强肠道健康、改善肉品质和缓解繁殖障碍提供了理论依据。取得的科学发现发表在J NutrBiochem等该领域Top期刊上并被广泛引用,代表性论文近5年被Am J Clin Nutr等杂志合计他引439次。相关成果分别列入了中科院科技创新案例和国家自然科学基金委员会“国家重大科学突破或重要科学进展资助成果的典型创新案例”。研究成果使人们认识到了传统蛋白质营养体系的不足,推动了功能性氨基酸在养殖业中的广泛应用,例如NCG获批国家新饲料添加剂证书,提升了中国科学养猪水平和养猪业的持续健康发展。近三年成果应用单位累计新增销售额136亿元,产生了显著的经济和社会效益。
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