动物营养学研究进展

动物营养学研究现状及展望李德发中国农业大学动物科技学院，北京，100094报告内容1国际动物营养学研究内容、趋势和特点2中国动物营养学研究现状和特色3中国动物营养学近期的研究方向国际动物营养学研究趋势和特点1.1营养需要1.2营养调控1.3饲养技术1.4生态畜牧1.5信息技术1.6绿色饲料1.7氨基酸营养1.8资源开发1.1营养需要特点：静态指标动态模型；成果：动态模型：1营养生长模型；2营养物质分配线性一平稳(Linear-Plateau)；3潜在生长模型；4蛋白质沉积遗传潜力模型;5营养物质利用模型作用：预测各生长阶段采食量及屠体目标体重、配制季节性日粮、猪基因型的选择、分性别饲养和设计低环境污染日粮。1.2营养调控主要包括：采食调控、吸收调控、消化道微生态系统调控，内分泌调控、免疫中和技术调控等。理论和实践均已经证明该项技术具有较大的学术和应用价值。成功的典例：国外高产奶牛的营养调控技术：使得摄入能量以及氨基酸用于产奶的分配比例得以优化并最大限度地减少其用于组织增长和维持需要的比例。1.3饲养技术当前新饲养技术主要体现在以下几方面：分性别饲养阶段饲养早期隔离断奶技术多点生产模式（MSP）上述技术均对动物营养学提出更新和更为复杂的研究课题。1.4生态畜牧人类健康意识的不断增强为功能性食品和安全性食品诞生创造了条件；通过营养调控来生产功能性食品取得了积极进展，如高ω－3脂肪酸鸡蛋的生产；通过限制抗生素、激素和其它合成药物的添加生产安全性食品。1.5信息技术信息技术大大促进了动物营养学的发展，主要反应在两个方面：计算机模拟技术国际互联网的普遍应用1.6绿色饲料目前，添加剂的方向已转向天然、对健康无害的替代物上，包括：益生素、酶制剂、有机酸、高效矿物元素、植物活性物质和中草药制剂等。1.6.1益生素定义：主要指活菌制剂或利用细菌和酵母培养物衍生的寡糖等；机理:促进微生态平衡，对有害菌产生竟争性排斥和抑制作用，提高动物健康状况。美国FDA批准产品达40余种。乳酸杆菌、酵母培养物、芽孢杆菌、双歧杆菌和链球菌等目前国外应用较多。1.6.2酶制剂碳水化合物酶；蛋白分解酶；植酸酶，在仔猪饲料中替代部分无机磷饲料，已经进入规模化应用阶段。－葡聚糖酶1.6.3高利用率矿物质包括：螯合物或蛋白盐类；特点：高效、毒小、易吸收和低污染。典型代表：硒酵母、赖氨酸铜、螯合铁和蛋白锌对幼年和高产单胃动物的健康具有十分有益的作用。果胶-氧化锌复合物，200ppm在断奶仔猪中的效果相当于2500ppm的氧化锌。大大降低对环境的污染。1.7氨基酸营养单胃动物氨基酸营养反刍动物蛋白质和氨基酸营养1.7.1单胃动物氨基酸营养单胃动物氨基酸营养集中在动物瘦肉生长和免疫系统功能两方面。其中赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸。支链氨基酸、组氨酸和色氨酸的研究较为活跃；谷氨酰胺对于仔猪肠黏膜保护机制研究当前极为热门。1.8.2反刍动物蛋白质氨基酸营养集中在蛋白质营养价值评定体系方面，先后经历了粗蛋白或可消化粗蛋白体系小肠可消化蛋白质营养新体系反刍动物蛋白质氨基酸营养90年代，蛋白质新体系又逐渐向数量化和模型化发展，重点转向小肠吸收氨基酸之间的配比及其平衡关系。90年代初，美国康乃尔大学的学者提出净碳水化合物和蛋白质体系（CNCPS），将碳水化合物营养和蛋白质营养结合起来，用动态模型描述瘤胃发酵，并预测小肠氨基酸的数量。这是对反刍动物蛋白质营养研究的最新贡献。反刍动物蛋白质氨基酸营养对反刍动物限制性氨基酸和理想氨基酸模式的研究已由起步到不断向纵深发展，目前，在确定羔羊、生长羊的理想氨基酸模式上已经取得重要进展。1.9资源开发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、低水苏糖和棉籽糖大豆、低氧合酶大豆、低抗胰蛋白酶因子大豆。油菜的育种也取得了令人鼓舞的进展，向油菜中导入Aspergillus植酸酶基因使其产生特异性遗传表达后，油籽中的植酸酶在单胃动物中的效果与通过微生物发酵产生的植酸酶相似。2我国动物营养研究现状近10年来，中国动物营养学的研究目标主要集中在畜禽营养代谢机理和营养需要等方面。研究领域：营养与代谢、环境与营养、饲料抗营养因子、饲料营养价值与生物学效价的评定和饲料资源的开发研究等。2我国动物营养研究特色根据我国地域辽阔，家养动物的遗传多样性和饲养模式多样化的特点研究动物的营养需要、物质代谢和饲料营养成分的盈缺规律以及优化当地饲料资源的利用是我国动物营养学研究的一大特色。2我国动物营养研究现状和特色（续）2.1单胃动物营养2.2反刍动物营养2.3家禽营养2.1单胃动物营养单胃动物营养尤其是猪的营养在我国营养学研究中所占的比重较大而且取得的进展较快，包括：能量代谢和能量需要、脂肪营养、蛋白质和氨基酸纤维营养及其需要；仔猪断奶应激的营养学对策营养与免疫的关系；饲料营养价值评定和饲料加工工艺等；2.1单胃动物营养（续）饲料能量、蛋白质及AA的消化率与利用率；猪生长发育规律及生长猪的氮沉积规律提高瘦肉率的营养措施；高剂量铜对猪的促生长作用；仔猪和生长猪对锌和硒的需要量及其影响因素.2.2反刍动物营养中国荷斯坦牛与肉牛营养需要量研究；湖羊、奶山羊和细毛羊营养需要量的研究；瘤胃与小肠能量消化代谢规律；瘤胃微生物蛋白质合成量与瘤胃能氮平衡的关系；2.2反刍动物营养（续）饲料蛋白质瘤胃降解率的评定与新蛋白质体系；NPN的有效利用技术；饲料营养价值评定技术；低质粗饲料复合处理与加工技术的研究；2.3家禽营养肉鸡与蛋鸡的营养需要量；能量与蛋白质的利用效率；代谢能与氨基酸利用率的评定方法；鸡鸭缺硒的生化与临床表现；产蛋鸡对锌的需要量与生理生化反应等。3我国动物营养学近期的研究方向二十一世纪里，我国动物营养学将面临着更加艰巨的任务：一方面，必须加强基础理论的研究，在国际发展空间中占有一席之地；另一方面，研究项目必须能适应和保证我国经济发展的战略要求。3我国动物营养学近期的研究方向（续）为适应上述要求，在21世纪初应加强以下几个方面的研究并在研究经费上给予优先资助。3.1营养素的代谢调控对畜禽经济性状的影响研究目的：研究营养素代谢调控的生物学基础，进而从调控机制入手为畜禽提供最佳的日粮养分组合，尽可能提高有限饲料资源的利用效率。3.2仔猪断奶综合症机理的研究研究内容：1．仔猪断奶综合症的生理、生化和组织学机理研究；2．小肠黏膜组织的更新与仔猪断奶后腹泻的关系；3．日粮成分、营养素与仔猪断奶综合症的关系；4．仔猪断奶综合症综合营养技术措施的建立。3.2仔猪断奶综合症机理的研究（续）综合措施的特色-----从免疫学角度探索断奶仔猪营养原理和营养需要关键内容-----明确营养素的免疫调控机制-----制定应激状态下仔猪保持最佳免疫力的营养需要量-----研制出新型抗腹泻和抗下痢绿色饲料添加剂3.3肉鸡营养代谢病的机理及营养调控措施研究研究目的与意义现代饲养业使肉鸡生产性能得到提高的同时，代谢性疾病类型和发生率也大大提高。鸡常见的代谢病主要有腹水症、猝死症和腿病。而环境与营养是两大诱因。在了解发病机理的前提下，进行综合营养平衡调控可以有效降低营养代谢病的发生率，提高肉鸡的成活率，增加养殖业效益。研究内容1．肉鸡代谢病（腹水症、猝死症和腿病）的生理、生化及病理特征及发病机理；2．微量元素、维生素缺乏或过量及其代谢变化对肉鸡代谢病的发生、发展的影响，在分子、细胞、组织等系列水平上探讨代谢病的营养学机理及营养平衡的调控措施。3.4小肽营养机制与动物理想蛋白质模式的改进研究研究目的与意义研究小肽营养的特有机制，根据小肽和氨基酸组成及其吸收利用系列来正确评价蛋白质饲料的营养价值，对于丰富和完善蛋白质营养理论、节约蛋白饲料资源，实现日粮全价平衡经济配制，充分发挥畜禽生产潜力，具有重要意义，研究内容1．蛋白质饲料在肉鸡（以肉鸡为动物模型）消化酶作用下水解终产物中小肽和氨基酸组成及比例关系；2．小肽的吸收效率，以及影响吸收效率的因素和最佳吸收条件，建立小肽吸收的动力学模型；3．小肽和氨基酸需要量和比例的关系，结合肉鸡饲养试验，改进理想蛋白质模式和改进建立蛋白质饲料营养价值评定体系。3.5低质纤维性饲料微生物降解机理研究研究目的和意义对充分、合理地利用饲料资源和保持农业可持续发展。具有重大战略意义。研究内容1．木质纤维的物理化学结构及其对微生物降解的限制作用；2．动物消化道微生物对木质化纤维降解的分子机制；3．高效降解木质化纤维菌种的筛选；4．低质纤维性饲料利用的综合营养调控措施3.6单胃动物中非淀粉多糖的营养特性研究研究目的和意义水溶性非淀粉多糖具有抗营养效应，对其化学结构和营养特性进一步研究将有助于粮食中潜在营养物质的利用。研究内容水溶性非淀粉多糖的抗营养作用不溶性非淀粉多糖在单胃动物日粮中的作用不溶性非淀粉多糖对仔猪腹泻的控制作用。3.7优质蛋白质、合成氨基酸和动植物脂肪过瘤胃保护技术研究与应用研究目的和意义研究优质蛋白质、合成氨基酸和脂肪的过瘤胃保护技术特别是开发相应的保护产品，以便对添加于反刍动物日粮中的优质蛋白质、合成氨基酸和脂肪在瘤胃中免于降解而进入后部消化道后再消化，以达到提高小肠中的必需氨基酸水平和日粮能量浓度，提高反刍动物的生产性能。研究内容1．筛选可用作包被剂的原料研究：用人工瘤胃技术对包被优质蛋白质、合成氨基酸和脂肪进行体外（invitro）试验，测定包被效果。2．用尼龙袋技术测定包被剂对优质蛋白质、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，并测定包被物在后段消化道的消化情况。3.8饲料配方技术及其应用研究研究目的和意义1单胃动物氨基酸利用率和理想氨基酸平衡模式；2反刍动物蛋白质和能量新体系；3以新的技术体系评价生物学价值建立适合于中国国情的科学的畜禽营养标准。研究内容1．饲料生物学评定技术;2．猪营养需要及配套饲养技术;3．家禽营养需要及配套饲养技术;4．牛营养需要及配套饲养技术;5．羊营养需要及配套饲养技术;6．水产动物营养需要及配套饲养技术;7．特种动物营养需要及配套饲养技术。3.9饲料资源与新型饲料添加剂开发研究饲料资源开发与高效利用新型饲料添加剂开发研究饲料资源开发与高效利用1．饲料作物（如高油玉米）开发利用技术；2．低质和有毒饼粕的开发利用技术；3．微生物蛋白饲料开发利用技术；4．食品、药品、酿造等加工业副产品的开发利用技术；5．畜产品加工副产物的开发利用技术；6．粗饲料的开发利用技术。3我国动物营养学近期的研究方向（续）1．氨基酸现代生产技术；2．酶制剂研制与开发技术；3．微生物添加剂研制开发技术；4．改善畜产品品质添加剂开发技术；5．天然饲料添加剂研制开发技术；6．有机矿物质添加剂研制与开发技术；7．畜产品风味调控添加剂。