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营养基因组学研究及其在动物营养中的应用前景(二)
来源:《饲料工业》 编辑: 发布时间:2012-03-31 10:55:56 浏览次数:2318 

4 营养基因组学在动物营养和饲料研究中的应用

4.1 建立畜禽对营养素需要量的分子生物标志物

应用含有畜禽全部基因的 cDNA 芯片来研究在营养素缺乏、适宜和过剩等状况下的基因表达图谱,将发现更多的、能用来评价营养状况的分子生物标志物, 这将为制定更准确、更合理的营养需要量提供分子基础。目前已有的饲养标准中营养推荐量(RDA) 都不是根据基因表达来制定的,而且也只有极少数是根据生化指标来制定的。如果借助于功能基因组学的技术手段, 营养素可通过对从 DNA RNA 到蛋白质等不同阶段基因表达的调控及从细胞到整体等不同层次的研究来寻找、发现适宜的分子标记物,作为评价动物营养素需要量的新指标

4.2 动物营养学研究将从群体营养趋向个体营养

应用基因组学技术将阐明与营养相关的单核苷酸多态性(SNPs) ,并用来研究畜禽个体对某些疾病的易感性以及对营养素需求的个体间差异。营养素的推荐供给量或参考量都是对群体而言的,然而畜禽个体之间的基因是有差异的, 畜禽个体基因的单核苷酸多态性可能是个体对营养素需求及响应差异的重要分子基础。因此,将来的动物营养学研究将逐渐趋向个体化, 通过对基因构成以及代谢型的鉴定(Peregrin,2001), 列出不同生理阶段畜禽个体的最佳营养需要量, 提供能满足群体或个体营养需要的最佳日粮,即为日粮定制提供参考。

4.3 鉴定饲料生物活性物质和评定营养价值

应用 DNA 芯片、蛋白质组学技术以及代谢组学技术来筛选和鉴定具有生物学活性的饲料化学物质或植物提取物并应用于养殖生产中。结合药物基因组学、免疫基因组学以及营养基因组学研究,将确认出一批极有价值的饲料添加剂生物基因指标, 并可以以这些指标为基础全面和更好地评定畜禽饲料的营养价值。中国科学院已经启动天然化合物基因库”,

将有助于饲料中具有生物活性物质的研究以及提出更合理的营养供给和疾病预防措施。另外,应用植物基因组学技术,可以阐明营养素和生物活性物质的生物合成途径,并能生产出富含营养素和具有生物活性植物化学物质的绿色环保优质的功能性饲料添加剂(Della Penna,1999)。针对个体基因片段的差异,也可确定或预见某些畜群对某种疾病具高发的风险性。因此,应用营养基因组学技术将有助于开发出一些对畜群针对性强、功效明显、科技含量高的动物保健品。

4.4 构建畜禽营养基因组学数据库

基因组学研究耗资巨大,为避免重复研究,应构建营养基因组学数据库。基本营养素与基因表达的数据库从理论上讲应是人类共享,但由于个体及种族对食物营养素需求以及相互作用的个体差异,使得他国的数据库不可能完全替代本国的营养基因组学数据库。因此,一个国家应有自己的营养基因表达数据库,这样就可使营养学以及相关领域的研究人员(尤其是没有条件进行基因营养学研究的)查询或使用与营养有关的基因表达数据。

4.5 动物营养基因组学与食品安全

营养对健康的危害不仅是对营养素摄入的不足和不平衡, 也有可能是来自饲料中的抗营养因子、过敏物质以及饲料中的有毒、有害因素。基因组学技术也将为饲料质量以及畜产品的安全性评价, 包括饲料、畜产品中病源菌检测,饲料原料掺杂、识伪的鉴别以及资源环境保护起到推动作用(Van der, 2001)

5 动物营养基因组学的应用前景及展望
   
营养基因组学是由人类基因组学催生出药物基因组学后,掀起的第二轮个性化医学浪潮, 营养基因组学也正越来越被科学界重视。随着人类基因组计划的完成及正在开展的家畜基因组测序工作的顺利进行, 必将为营养基因组学在家畜营养与饲料科学研究领域的应用提供宽广的平台。营养基因组学研究的深入发展可进一步阐明营养代谢的分子机制, 为新的营养调控理论的建立提供基础, 利用强有力的生物学技术, 科学家能够测单一营养素对细胞或组织基因谱表达的影响。未来营养基因组研究的重点主要有以下几个方面: 营养物质代谢和免疫调节效应的分子机制;基因表型对营养利用与动物健康的影响; 营养物质对动物繁殖、组织发育和生长发育等性状基因表达调控的分子机制; 营养物质对肉品质相关性状基因表达调控的影响; 在不同营养水平与饲料组成条件下对调控饲料摄入、代谢基因表达水平的影响。大量的基因信息和新颖的研究技术, 为营养基因组学的深入发展提供了有力的保障。在未来的 10 年里,营养基因组学领域将快速的发展,这个领域将结合基因组学、蛋白质组学、基因型鉴定、转录组学和代谢组学, 必将对动营养与饲料科学研究乃至对整个畜牧业生产都会产生深远的影响。

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