劉大程教授：基于營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)組學(xué)理論對(duì)肉羊瘤胃功能及腸道菌群的調(diào)控

畜牧編輯

　　2022年7月16日，下午5點(diǎn)，由國(guó)家肉羊產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系、國(guó)家奶牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系與內(nèi)蒙古神州動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)發(fā)展戰(zhàn)略研究所聯(lián)合主辦、畜牧人網(wǎng)站承辦的“第六屆反芻動(dòng)物技術(shù)創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展論壇”在呼和浩特榮氏國(guó)際酒店圓滿閉幕。

　　15日上午，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)劉大程教授受邀分享了“基于營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)組學(xué)理論對(duì)肉羊瘤胃功能及腸道菌群的調(diào)控”主題報(bào)告。

　　劉教授的報(bào)告分為五個(gè)部分，分別為“營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)組學(xué)產(chǎn)品”、“反芻動(dòng)物復(fù)合酵母菌培養(yǎng)物”、“復(fù)合菌培養(yǎng)物對(duì)肉羊免疫和抗氧化功能調(diào)控”、“復(fù)合菌培養(yǎng)物對(duì)瘤胃功能的調(diào)控”及“發(fā)酵飼料”。以下是畜牧人小編整理的報(bào)告內(nèi)容。

　　

　　劉大程 博士，教授，博士生導(dǎo)師。現(xiàn)任內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)獸醫(yī)學(xué)院院長(zhǎng)，中國(guó)獸醫(yī)協(xié)會(huì)馬獸醫(yī)分會(huì)會(huì)長(zhǎng)，中國(guó)獸醫(yī)協(xié)會(huì)常務(wù)理事，農(nóng)業(yè)部動(dòng)物疾病臨床診療技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，全國(guó)草食動(dòng)物健康生產(chǎn)科技創(chuàng)新聯(lián)盟常務(wù)理事，內(nèi)蒙古動(dòng)物微生態(tài)與生物飼料專業(yè)委員會(huì)常務(wù)副主任。研究方向?yàn)槲⑸锇l(fā)酵飼料及瘤胃功能調(diào)控，主持國(guó)家自然基金、科技部農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化、內(nèi)蒙古自治區(qū)科技計(jì)劃等多項(xiàng)研發(fā)項(xiàng)目，獲國(guó)家專利4項(xiàng)，發(fā)表科技論文70余篇。

　　1、營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)組學(xué)產(chǎn)品

　　1.1 理論基礎(chǔ)及產(chǎn)品特性

　　“營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)組學(xué)”由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)盧德勛教授于2005年提出。基本理論指研究天然存在的或人工配合的各種主效營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)之間的相互作用及其整體功能，并不是僅研究某一種活性物質(zhì)的功能，作用機(jī)制類似“中藥方劑”中多種成分發(fā)揮的協(xié)同作用，因而不能強(qiáng)調(diào)某一種活性物質(zhì)的重要性。

　　營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)組學(xué)產(chǎn)品是指在營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)組學(xué)理論指導(dǎo)上，經(jīng)過(guò)某種特定的加工技術(shù)生產(chǎn)出的含有眾多營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)，用于特定營(yíng)養(yǎng)調(diào)控和動(dòng)物保健功能的飼用添加劑產(chǎn)品。
　　劉教授指出，營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)組學(xué)產(chǎn)品必須符合以下3個(gè)條件：
　　1）按照營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)組學(xué)理論研發(fā)和生產(chǎn)的產(chǎn)品；
　　2）經(jīng)過(guò)現(xiàn)代產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)價(jià)技術(shù)檢驗(yàn)；
　　3）具有配套的飼用技術(shù)體系。
　　該類產(chǎn)品在動(dòng)物體內(nèi)作用方式和途徑具有多樣性，形成多靶點(diǎn)、多指向的作用機(jī)制。現(xiàn)有的營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)組學(xué)產(chǎn)品包括酵母培養(yǎng)物等微生物發(fā)酵產(chǎn)品、植物提取物產(chǎn)品（飼用精油等）、中草藥添加劑及酶制劑產(chǎn)品。

　　1.2 產(chǎn)品功能

　　肉羊育肥過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題：
　　1）由于長(zhǎng)途運(yùn)輸、斷奶、適應(yīng)新環(huán)境等因素造成的應(yīng)激頻發(fā)；
　　2）羔羊腹瀉的發(fā)病率在5%—10%不等，表現(xiàn)為消化功能下降，免疫力降低，生長(zhǎng)發(fā)育受阻，死淘率較高4%—8%；
　　3）育肥后期瘤胃亞急性酸中毒的挑戰(zhàn)；
　　4）反芻動(dòng)物酵母菌營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)調(diào)理羔羊瘤胃功能及免疫功能方面功效顯著。

　　微生物發(fā)酵飼料及酵母培養(yǎng)物常見(jiàn)現(xiàn)象：
　　1）微生物發(fā)酵飼料：生產(chǎn)1個(gè)月后，益生菌的數(shù)量大幅下降， 2個(gè)月后益生菌基本檢測(cè)不到；
　　2）放置1年多的微生物發(fā)酵飼料飼喂肉羊采食、消化很好，但生長(zhǎng)性能一般；
　　3）存放時(shí)間較長(zhǎng)并且結(jié)塊的復(fù)合菌培養(yǎng)物，飼喂羔羊仍能起到較好的調(diào)理作用；
　　4）微生物發(fā)酵可產(chǎn)生多種代謝產(chǎn)物，其主效成分有哪些？含量有多少？尚缺乏確定的結(jié)論。

　　劉教授指出，利用優(yōu)質(zhì)營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)組學(xué)產(chǎn)品可有效解決上述問(wèn)題。

　　2、反芻動(dòng)物復(fù)合酵母菌培養(yǎng)物

　　2.1 理論基礎(chǔ)

　　包括營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)組學(xué)理論（盧德勛，2005）、網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)工程技術(shù)體系。

　　2.1.1 復(fù)合酵母培養(yǎng)物活性成分及作用靶點(diǎn)

　　1）經(jīng)TCMSP數(shù)據(jù)庫(kù) 共檢索到復(fù)合酵母培養(yǎng)物中各種活性成分84個(gè)；
　　2）該84個(gè)化學(xué)成分中有65個(gè)活性成分共篩選出201個(gè)與之相關(guān)的作用靶點(diǎn)；
　　3）復(fù)合酵母培養(yǎng)物中各成分之間存在相互作用，形成復(fù)雜的作用網(wǎng)絡(luò)，充分體現(xiàn)了“多成分、多靶點(diǎn)”的作用特點(diǎn)。

　　2.1.2 復(fù)合菌培養(yǎng)物PPI網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建及核心靶點(diǎn)的篩選

　　通過(guò)PPI網(wǎng)絡(luò)分析篩選得到關(guān)鍵的共同靶點(diǎn)71個(gè)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜Y選， MAPK1、JUN、ESR1、TP53、AKT1、FOS和NR3C1可能為復(fù)合菌培養(yǎng)物作用的核心靶點(diǎn)。

　　2.1.3 GO功能富集和KEGG通路富集分析

　　利用R語(yǔ)言軟件對(duì)77個(gè)潛在作用靶點(diǎn)進(jìn)行GO功能富集分析。顯著度較高 (TOP 10) 的生物過(guò)程 (Biological processe, BP)、細(xì)胞組分 (Cellular component, CC)和分子功能 (Molecular function, MF)。

　　2.1.4 復(fù)合菌培養(yǎng)物作用靶點(diǎn)KEGG富集分析

　　利用R語(yǔ)言軟件對(duì)77個(gè)潛在作用靶點(diǎn)進(jìn)行KEGG通路富集分析。富集程度最高 (TOP 30) 的非疾病命名的信號(hào)通路主要涉及MAPK信號(hào)通路、IL-17信號(hào)通路等。MAPK信號(hào)通路富集的靶點(diǎn)數(shù)目最為顯著，說(shuō)明其可能為復(fù)合菌培養(yǎng)物作用的重要途徑。

　　2.2 主效活性物質(zhì)的確定及技術(shù)指標(biāo)

　　主效活性物質(zhì)：葡聚糖、甘露聚糖、多肽、有機(jī)酸等6種。技術(shù)指標(biāo)：葡聚糖≥145 mg/100g，甘露聚糖≥67mg/100g（市場(chǎng)上相應(yīng)產(chǎn)品含量較高，值得懷疑），多肽含量≥1.3 mg/g，有機(jī)酸含量≥1.48 mg/g。劉教授指出，營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)的量并不是越多越好。微生物及代謝產(chǎn)物對(duì)動(dòng)物體都是抗原，動(dòng)物在產(chǎn)生相應(yīng)的抗體時(shí)要消耗大量的能量和蛋白質(zhì)，表現(xiàn)為料肉比很高。

　　2.3 應(yīng)用效果

　　2.3.1肉羊

　　主要試驗(yàn)區(qū)域?yàn)閮?nèi)蒙古包頭市、巴彥淖爾市周邊、五原縣、河北唐縣，試驗(yàn)時(shí)間自2017年以來(lái)，涉及肉羊4萬(wàn)多只。試驗(yàn)證實(shí)，日糧添加復(fù)合酵母培養(yǎng)物，可顯著降低肉羊的死淘率。

　　

　　2.3.2 羔羊

　　復(fù)合酵母培養(yǎng)物在羔羊上的主要功效：
      1）對(duì)弱羊、蔫羊、病羊具有顯著的調(diào)理作用，這是營(yíng)養(yǎng)活性物質(zhì)組學(xué)產(chǎn)品與眾不同的功效。
　　2）顯著降低羔羊腹瀉率和死淘率，羔羊死淘率由5%-8%下降到1%-2%。

　　犢牛腹瀉多發(fā)于出生一月齡以內(nèi)的犢牛，1月和8月發(fā)病率最高，該病發(fā)病迅速、病程短、死亡率高。試驗(yàn)地點(diǎn)為呼市土默特左旗慧寶種植農(nóng)民專業(yè)合作社。試驗(yàn)時(shí)間為2020年3月—2020年5。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，復(fù)合菌培養(yǎng)物可以有效降低犢牛腹瀉的發(fā)病率，可顯著提高哺乳犢牛血清酸性磷酸酶、SOD、GSH-Px活性與溶菌酶含量，顯著降低了血清MDA含量。

　　

　　3、復(fù)合菌培養(yǎng)物對(duì)肉羊免疫和抗氧化功能調(diào)控

　　復(fù)合菌培養(yǎng)物能夠顯著提高肉羊非特異性免疫功能，從而增強(qiáng)羔羊抵抗力。

　　

　　復(fù)合菌培養(yǎng)物顯著提高肉羊血清中IgG、IgM、白介素-2、白介素-8、腫瘤壞死因子-α、γ-干擾素、CD3+、CD4+的含量，顯著降低了血清丙二醛水平，顯著提高了肉羊血清過(guò)氧化氫酶的含量和總抗氧化能力。

　　

　　4、復(fù)合菌培養(yǎng)物對(duì)瘤胃功能的調(diào)控

　　4.1 促進(jìn)羔羊瘤胃的發(fā)育

　　羔羊瘤胃的發(fā)育及微生物區(qū)系的建立在出生后1個(gè)月左右。生產(chǎn)中容易急于求成、調(diào)理時(shí)間過(guò)短，而且粗飼料品質(zhì)差。抗生素對(duì)瘤胃、腸道及動(dòng)物健康的影響是長(zhǎng)期的，其副作用是不能通過(guò)休藥期緩解的。生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，對(duì)于羔羊應(yīng)以促進(jìn)瘤胃及絨毛發(fā)育和促進(jìn)瘤胃微生物區(qū)系建立為飼養(yǎng)重點(diǎn)。

　　試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與酵母細(xì)胞壁多糖、β-葡聚糖組相比，復(fù)合菌培養(yǎng)物可更好地促進(jìn)羔羊瘤胃發(fā)育。

　　4.2 調(diào)控育肥羊亞急性瘤胃酸中毒（SARA）

　　影響酸中毒的原因主要為精料飼喂量過(guò)大，粗飼料飼喂量太少，并且品質(zhì)較差。酸中毒會(huì)導(dǎo)致育肥羊采食量下降，糞便異常，反芻減少及光吃不長(zhǎng)等。

　　4.2.1 亞急性瘤胃酸中毒（SARA）生理變化

　　瘤胃TVFA累積增多對(duì)SARA發(fā)生起著決定性作用，TVFA濃度顯著提高主要源于丁酸值顯著增加。

　　

　　SARA期，血液內(nèi)毒素血癥先于SARA。表明組胺、內(nèi)毒素對(duì)促進(jìn)SARA發(fā)生、發(fā)展起著重要作用。

　　SARA期，瘤胃微生物中乳酸產(chǎn)生菌、乳酸利用菌、淀粉分解菌等數(shù)量急增，而原蟲(chóng)、纖維分解菌數(shù)量則急劇下降。

　　4.2.2 復(fù)合菌培養(yǎng)物對(duì)SARA治療功能

　　復(fù)合菌培養(yǎng)物能提高發(fā)酵液瘤胃細(xì)菌總數(shù)（P＜0.05），并促進(jìn)溶纖維丁酸弧菌、埃氏巨型球菌生長(zhǎng)繁殖，但會(huì)使牛鏈球菌數(shù)量顯著降低。

　　

　　4.2.3 SARA預(yù)防措施

　　主要有三點(diǎn)：1）補(bǔ)飼干草等粗飼料；2）飼喂發(fā)酵飼料；3）補(bǔ)飼益生菌或酵母培養(yǎng)物。

　　5、發(fā)酵飼料

　　發(fā)酵飼料的瓶頸：市場(chǎng)無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)，成本不斷降低；運(yùn)輸、包裝、人工費(fèi)用將發(fā)酵飼料的利潤(rùn)吃盡，多數(shù)企業(yè)選擇就近代工，但代工存在的問(wèn)題也很多；低成本原料使發(fā)酵飼料的功效大打折扣。解決措施：利用地緣性低質(zhì)農(nóng)業(yè)或發(fā)酵業(yè)的副產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)發(fā)酵飼料。

　　通過(guò)使用微生物發(fā)酵飼料來(lái)降低成本是很難實(shí)現(xiàn)的！發(fā)酵飼料的產(chǎn)品品質(zhì)差異大、使用效果差異大，底物組方對(duì)發(fā)酵終產(chǎn)物的品質(zhì)影響很大，不能以土豆渣、玉米渣、薯渣等低質(zhì)原料為主要原料。

　　發(fā)酵飼料含水量：
　　1）固態(tài)發(fā)酵底物含水量40%—45%時(shí)，具發(fā)酵充分、終產(chǎn)物品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)存在發(fā)酵過(guò)程容易染雜菌、冬天易凍成塊及消費(fèi)者不容易接受等缺點(diǎn)。
　　2）固態(tài)發(fā)酵底物含水量30%—35%時(shí)，具染菌機(jī)會(huì)少，不易凍，迎合養(yǎng)殖戶需求，容易加在精補(bǔ)料或顆粒料中等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)存在發(fā)酵不充分，產(chǎn)品質(zhì)量未達(dá)到最佳狀態(tài)。

　　劉教授指出，發(fā)酵飼料產(chǎn)品質(zhì)量與含水量的最佳平衡點(diǎn)為40%-42%。

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