動物營養(yǎng)生物技術(shù)

動物營養(yǎng)生物技術(shù)第1頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)動物營養(yǎng)生物技術(shù)概述動物營養(yǎng)生物技術(shù)以飼料和飼料添加劑為對象，以生物技術(shù)為手段，改善飼料作物的品質(zhì)，開發(fā)新型的飼料資源和生物飼料添加劑等動物營養(yǎng)物質(zhì)，調(diào)控動物生長和代謝，從而提高飼料利用率、改善和提高畜禽生產(chǎn)性能和產(chǎn)品品質(zhì)。第2頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月分子營養(yǎng)學(xué)分子生物學(xué)應(yīng)用于傳統(tǒng)的動物營養(yǎng)學(xué)研究中，利用分子生物學(xué)技術(shù)改造或生產(chǎn)動物性營養(yǎng)物質(zhì)從基因水平上研究如何提高動物生產(chǎn)性能及肉用性能在分子水平上研究營養(yǎng)物質(zhì)與基因表達(dá)、調(diào)控的關(guān)系，從根本上闡明營養(yǎng)物質(zhì)對機(jī)體的作用機(jī)制；利用基因工程技術(shù)開發(fā)飼料資源。營養(yǎng)遺傳學(xué)與營養(yǎng)基因組學(xué)第3頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)生物技術(shù)在動物營養(yǎng)中的應(yīng)用基因工程與動物營養(yǎng)利用細(xì)胞工程技術(shù)生產(chǎn)動物營養(yǎng)物質(zhì)利用酶工程技術(shù)提高動物營養(yǎng)物質(zhì)利用率發(fā)酵工程與動物營養(yǎng)利用生物技術(shù)處理飼料中有毒有害物質(zhì)第4頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月一、基因工程與動物營養(yǎng)利用基因工程技術(shù)提高動物營養(yǎng)物質(zhì)的質(zhì)量提高飼料作物的質(zhì)量提高飼料作物種子含油量培育低毒飼料作物第5頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)基因動物在動物營養(yǎng)中的應(yīng)用動物機(jī)體的生產(chǎn)，主要受生長發(fā)育、新陳代謝、遺傳變異、免疫與疾病等方面的影響，根本上都是基因表達(dá)調(diào)控發(fā)生改變的結(jié)果通過基因工程在動物體內(nèi)導(dǎo)入新的代謝途徑，加工后的外來基因在哺乳動物的體內(nèi)表達(dá)。第6頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月

Cys-羊毛合成的限制性氨基酸飼料中添加Cys不能提高在血清中的濃度。如果羊自身合成，將提高羊毛產(chǎn)量。通過轉(zhuǎn)基因得到轉(zhuǎn)基因羊胃上皮細(xì)胞能利用胃中的硫化氫合成Cys第7頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月二、利用細(xì)胞工程技術(shù)生產(chǎn)動物營養(yǎng)物質(zhì)單細(xì)胞蛋白飼料又稱微生物蛋白或菌體蛋白，是利用各種基質(zhì)大規(guī)模培養(yǎng)一些微生物而獲得的微生物蛋白。

如酵母、非病原性細(xì)菌、霉菌和藻類等生產(chǎn)蛋白酶、纖維酶、脂肪酶、乳酸酶和植酸酶等。第8頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月飼用干酵母螺旋藻蛋白第9頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月SCP優(yōu)點營養(yǎng)豐富

蛋白質(zhì)高達(dá)80%以上，含多種維生素，消化率高達(dá)80%?？删徑獾鞍踪|(zhì)資源的缺乏。原料來源廣、微生物繁殖快、成本低、效益高

原料：紙漿廢液、糖蜜、酒糟、植物秸稈等；石油衍生物等。第10頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月三、利用酶工程技術(shù)提高動物營養(yǎng)物質(zhì)利用率添加酶制劑可補充內(nèi)源酶的不足消除抗?fàn)I養(yǎng)因子提高飼料成分的營養(yǎng)價值飼料用酶包括；蛋白酶、纖維素酶、脂肪酶、乳糖酶、植酸酶、果膠酶等第11頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月植酸酶植酸酶→

水解植酸的酶類→將植物磷降解為肌醇和無機(jī)磷廣泛存在于動物、植物和微生物。作物籽實中磷的儲存形式是植酸磷→單胃動物缺乏植酸酶→不能充分利用→不得不在飼料中添加→提高了成本，排出體外也會污染環(huán)境→利用植酸酶→磷的利用率可提高60%，排出量減少40%。第12頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月β-葡聚糖酶戊聚糖酶木聚糖酶蛋白酶淀粉酶第13頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月如何獲得植酸酶？合成植酸酶的微生物包括：枯草芽孢桿菌、假單胞桿菌、乳酸桿菌、大腸桿菌、曲霉（活性最高）、酵母等。利用分子生物學(xué)技術(shù)從微生物中鑒定、分離出編碼植酸酶的基因→基因擴(kuò)增→重組到曲霉菌表達(dá)載體中→植酸酶表達(dá)→曲霉菌的天然分泌機(jī)構(gòu)把產(chǎn)生的酶轉(zhuǎn)至培養(yǎng)基中→搜集純化。第14頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月粗飼料→細(xì)胞壁→纖維素、半纖維素和木質(zhì)素→通過瘤胃微生物被反芻動物消化利用→通過酶制劑可提高其消化率。飼料中添加酶制劑可提高奶牛產(chǎn)奶量，也可提高家畜的日增重等。第15頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月四、發(fā)酵工程與動物營養(yǎng)發(fā)酵工程是將微生物學(xué)、生物化學(xué)和化學(xué)工程學(xué)基本原理有機(jī)地結(jié)合起來，是一門利用微生物的生長和代謝活動來生產(chǎn)各種有用物質(zhì)的工程技術(shù)。生產(chǎn)氨基酸、酶制劑、益生素第16頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月五、利用生物技術(shù)處理飼料中有毒有害物質(zhì)橙色黃桿菌能在體外消除黃曲霉素。利用單菌或多菌發(fā)酵工藝降低游離棉酚的含量。利用白腐真菌可處理麥秸，提高其蛋白含量，且提高消化率。應(yīng)用生物技術(shù)處理飼料，效率高、無殘留、安全，營養(yǎng)成分破壞少。第17頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)動物基因表達(dá)的營養(yǎng)調(diào)控營養(yǎng)物質(zhì)對基因表達(dá)的調(diào)控基因多態(tài)性對營養(yǎng)物質(zhì)吸收、代謝和利用的影響第18頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月一、營養(yǎng)物質(zhì)對基因表達(dá)的調(diào)控（一）營養(yǎng)物質(zhì)與基因表達(dá)之間的關(guān)系

營養(yǎng)物質(zhì)對基因的表達(dá)調(diào)控是指動物攝入的營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)運及信號傳遞過程，將信號傳遞到細(xì)胞質(zhì)或細(xì)胞核，與其他要素一起調(diào)控染色質(zhì)的活化、基因的轉(zhuǎn)錄、mRNA的穩(wěn)定性及其翻譯過程。第19頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月基因的表達(dá)調(diào)控

↗營養(yǎng)素攝入↘

DNA復(fù)制改變?nèi)旧w結(jié)構(gòu)↘調(diào)節(jié)基因表達(dá)↗↓轉(zhuǎn)錄↓翻譯↓基因產(chǎn)物↓調(diào)節(jié)、維持細(xì)胞分化、適應(yīng)、生長、生產(chǎn)等第20頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月基因表達(dá)的多級調(diào)控轉(zhuǎn)錄調(diào)控轉(zhuǎn)錄后調(diào)控翻譯調(diào)控翻譯后調(diào)控蛋白質(zhì)調(diào)控第21頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）營養(yǎng)水平對基因表達(dá)的影響GH→控制生長→通過GHR和IGF-1發(fā)揮作用→較長時間的饑餓→GHR表達(dá)下降→GH表達(dá)下降→生長受阻。營養(yǎng)對基因表達(dá)的調(diào)控作用有組織特異性和基因種類特異性。只控制能量水平時，生長速度與肝臟中IGF-1和GHRmRNA表達(dá)量有關(guān)，但與眼肌中的表達(dá)量無關(guān)。第22頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）營養(yǎng)物質(zhì)對基因表達(dá)的調(diào)控蛋白質(zhì)與氨基酸對基因表達(dá)的調(diào)控脂肪與脂肪酸對基因表達(dá)的調(diào)控碳水化合物對基因表達(dá)的調(diào)控礦物質(zhì)對基因表達(dá)的調(diào)控維生素對基因表達(dá)的調(diào)控第23頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月蛋白質(zhì)對基因表達(dá)的調(diào)控白蛋白、神經(jīng)肽Y（NPY）NPY富含于中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)?？纱碳げ墒?。研究表明，注入NPY可導(dǎo)致飲食過度和體內(nèi)脂肪堆積，禁食或限食可導(dǎo)致NPY水平上升，增加采食量；喂高蛋白日糧可降低脂肪組織脂肪酸合成酶mRNA的數(shù)量，不影響肝臟組織脂肪酸合成酶的mRNA數(shù)量，以利于體脂沉積的減少。第24頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月日糧中設(shè)計高蛋白→抑制脂肪合成→生產(chǎn)瘦肉率高的家畜。比使用藥物降低脂肪沉積更安全。降低日糧蛋白含量→提高NPY的分泌→促進(jìn)采食→提高日增重→增加了絕對蛋白攝入量。應(yīng)用第25頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月氨基酸對基因表達(dá)的調(diào)控氨基酸缺乏→CHOP基因的表達(dá)第26頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月脂肪與脂肪酸對基因表達(dá)的調(diào)控脂肪主要影響與脂肪代謝有關(guān)的酶含量，如胰脂肪酶。高等動物脂肪的合成是通過脂肪酸合成酶系來完成。飼料中脂肪酸對脂肪合成的影響通過兩個方面：調(diào)控磷酸戊糖中的葡萄糖-6-磷酸脫氫酶基因表達(dá)，使NADPH的含量降低，控制脂肪酸合成；直接調(diào)控脂肪酸合成酶基因表達(dá)第27頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月碳水化合物對基因表達(dá)的調(diào)控對磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶基因表達(dá)的調(diào)控對脂肪酸合成酶基因表達(dá)的調(diào)控。第28頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月礦物質(zhì)對基因表達(dá)的調(diào)控ZnFe其他微量元素第29頁，課件共31頁，創(chuàng)作于2023年2月維生素對基因表達(dá)的調(diào)控脂溶性維生素在轉(zhuǎn)錄水平進(jìn)行調(diào)控。水溶性維生素是動物體內(nèi)許多代謝酶的輔酶，參與廣泛的營養(yǎng)代謝。生物素缺乏導(dǎo)致血