动物营养生物技术课件.ppt

二、基因多态性对营养物质吸收、代谢和利用的影响 维生素D受体基因多态性对钙吸收的影响 亚甲基四氢叶酸还原酶基因多态性对叶酸需要量的影响 载脂质蛋白基因多态性对血脂代谢的影响。 动物营养生物技术 主讲：范彩云 第一节 动物营养生物技术概述 动物营养生物技术 以饲料和饲料添加剂为对象，以生物技术为手段，改善饲料作物的品质，开发新型的饲料资源和生物饲料添加剂等动物营养物质，调控动物生长和代谢，从而提高饲料利用率、改善和提高畜禽生产性能和产品品质。 分子营养学 分子生物学应用于传统的动物营养学研究中，利用分子生物学技术改造或生产动物性营养物质 从基因水平上研究如何提高动物生产性能及肉用性能 在分子水平上研究营养物质与基因表达、调控的关系，从根本上阐明营养物质对机体的作用机制； 利用基因工程技术开发饲料资源。 营养遗传学与营养基因组学 第二节 生物技术在动物营养中的应用 基因工程与动物营养 利用细胞工程技术生产动物营养物质 利用酶工程技术提高动物营养物质利用率 发酵工程与动物营养 利用生物技术处理饲料中有毒有害物质 一、基因工程与动物营养 利用基因工程技术提高动物营养物质的质量 提高饲料作物的质量 提高饲料作物种子含油量 培育低毒饲料作物 转基因动物在动物营养中的应用 动物机体的生产，主要受生长发育、新陈代谢、遗传变异、免疫与疾病等方面的影响，根本上都是基因表达调控发生改变的结果 通过基因工程在动物体内导入新的代谢途径，加工后的外来基因在哺乳动物的体内表达。 Cys-羊毛合成的限制性氨基酸 饲料中添加Cys不能提高在血清中的浓度。 如果羊自身合成，将提高羊毛产量。 通过转基因得到转基因羊胃上皮 细胞能利用胃中的硫化氢合成Cys 二、利用细胞工程技术生产动物营养物质 单细胞蛋白饲料又称微生物蛋白或菌体蛋白，是利用各种基质大规模培养一些微生物而获得的微生物蛋白。 如酵母、非病原性细菌、霉菌和藻类等 生产蛋白酶、纤维酶、脂肪酶、乳酸酶和植 酸酶等。 饲用干酵母 螺旋藻蛋白 SCP优点 营养丰富 蛋白质高达80%以上，含多种维生素，消化率高达80%。可缓解蛋白质资源的缺乏。 原料来源广、微生物繁殖快、成本低、效益高 原料：纸浆废液、糖蜜、酒糟、植物秸秆等；石油衍生物等。 三、利用酶工程技术提高动物营养物质利用率 添加酶制剂可补充内源酶的不足 消除抗营养因子 提高饲料成分的营养价值 饲料用酶包括；蛋白酶、纤维素酶、脂肪酶、 乳糖酶、植酸酶、果胶酶等 植酸酶 植酸酶 → 水解植酸的酶类→将植物磷降解为肌醇和无机磷 广泛存在于动物、植物和微生物。 作物籽实中磷的储存形式是植酸磷→单胃动物缺乏植酸酶→不能充分利用→不得不在饲料中添加→提高了成本，排出体外也会污染环境→利用植酸酶→磷的利用率可提高60%，排出量减少40%。 β-葡聚糖酶 戊聚糖酶 木聚糖酶 蛋白酶 淀粉酶 如何获得植酸酶？ 合成植酸酶的微生物包括：枯草芽孢杆菌、假单胞杆菌、乳酸杆菌、大肠杆菌、曲霉（活性最高）、酵母等。 利用分子生物学技术从微生物中鉴定、分离出编码植酸酶的基因→基因扩增→重组到曲霉菌表达载体中→植酸酶表达→曲霉菌的天然分泌机构把产生的酶转至培养基中→搜集纯化。 粗饲料→细胞壁→纤维素、半纤维素和木 质素→通过瘤胃微生物被反刍动物消化利 用→通过酶制剂可提高其消化率。 饲料中添加酶制剂可提高奶牛产奶量，也 可提高家畜的日增重等。 四、发酵工程与动物营养 发酵工程是将微生物学、生物化学和化学工程学基本原理有机地结合起来，是一门利用微生物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。 生产氨基酸、酶制剂、益生素 五、利用生物技术处理饲料中有毒有害物质 橙色黄杆菌能在体外消除黄曲霉素。 利用单菌或多菌发酵工艺降低游离棉酚的含量。 利用白腐真菌可处理麦秸，提高其蛋白含量，且提高消化率。 应用生物技术处理饲料，效率高、无残留、安全，营养成分破坏少。 第三节动物基因表达的营养调控 营养物质对基因表达的调控 基因多态性对营养物质吸收、代谢和利用的影响 一、营养物质对基因表达的调控 （一）营养物质与基因表达之间的关系 营养物质对基因的表达调控是指动物摄入的营养物质 经过一系列的转运及信号传递过程，将信号传递到细 胞质或细胞核，与其他要素一起调控染色质的活化、 基因的转录、mRNA的稳定性及其翻译过程。 基因的表达调控 ↗营养素摄入 ↘ DNA复制 改变染色体结构 ↘调节基因表达↗