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我国动物营养与饲料研究现状及发展趋势
2016-06-15 13:08   饲料研究所

动物营养学科是沟通动物饲养学与动物生理生化这些主要基础学科的桥梁,其最终目标是为畜禽水产养殖科学配制全价平衡高效饲料.并为改善动物健康状况和促进动物高效生产等。饲料是畜牧业赖以持续稳定发展的物质基础,饲料成本占整个畜牧业生产成本的70%左右。营养是动物的客观要求,饲料是营养素供应途径,营养与饲料科学研究的目标是解决畜禽对营养物质“供”“与”求的矛盾。

一、动物营养学研究进展及发展趋势

动物营养科学,从拉瓦希提出生物氧化学说为起点,迄今已逾200多年。十九世纪为营养学的草创年代,主要反映在能量代谢与饲料的能值评定方面,同时也萌发了对蛋白质与矿物元素的研究。二十世纪为营养科学之盛世。近一个世纪以来,营养科学突飞猛进,揭开了新的篇章。营养研究由粗到细、由浅入深、由表及里,正向着更深入、更全面和更系统的方向发展。

(一)动物营养代谢机理研究正向分子水平不断深入

纵观动物营养学的研究历史,动物营养学从表观水平上的营养素的作用,逐渐深入到血液、组织和组织中酶等生物活性物质的探讨。动物体内有许多功能基因尚未得到充分表达,其中一个重要原因是饲料中供给的营养物质的量与质的问题。所以,越来越多的科研工作者,更多的关注于营养素在动物体内的分子水平代谢机理,这对于更深入地阐明营养素在动物体内的确切代谢机理、寻找评价动物营养状况更为灵敏的方法以及调控养分在体内的代谢路径等,都具有划时代的重要科学意义。

(二)营养物质在消化道中的消化吸收机理研究日趋活跃

动物消化道是一个十分复杂的动态变化体系,目前对许多养分的确切消化吸收形态和机理仍然不清。动物营养工作者们深入研究蛋白质和其它养分(如矿物元素和维生素)在消化道中的消化吸收机理,以补充和丰富动物营养学的现有理论和知识,并为饲料工业生产中研制开发新型高效添加剂提供了新的理论依据。

(三)以瘤胃营养代谢为重心,反刍动物营养逐渐向肠道营养代谢扩展

瘤胃是反刍动物的特有消化器官,反刍动物营养仍主要集中于研究瘤胃微生物对饲料养分的消化代谢机理和对各种营养的适宜需要量及需要形态上,其目标是最大程度地发挥瘤胃微生物对饲料纤维的消化利用潜力及对饲料蛋白质尤其是非蛋白氮的利用效率,以向体组织提供足量且比例适宜的挥发性脂肪酸以及增加流入小肠的微生物物质,特别是可消化氨基酸丰富而平衡的微生物蛋白质。近年来,反刍动物营养研究逐渐向肠道营养代谢扩展,如研究小肠可消化蛋白或小肠可代谢蛋白营养需要量、不同条件下过瘤胃保护的氨基酸、淀粉和脂肪或采用这些养分的肠道灌注法研究对反刍动物,尤其是高产反刍动物性能的影响,目的是建立反刍动物小肠营养(主要为可消化氨基酸)评价新体系。

(四)营养需要量和饲料营养价值评定研究正向养分有效性方向转变

确定动物营养需要量和饲料营养价值评定,是动物营养学的两大基础性研究工作。饲养标准是对畜禽科学养殖的依据,对合理利用饲料、最大程度发挥动物生产性能、降低饲养成本和提高养殖经济效益均具有重要意义。实现动物“精准营养”必须要有科学的饲养标准与之相对应,而我国的牛羊饲养标准则长期依赖美国NRC和英国AFRC规定的牛羊营养需要量,鉴于我国畜禽养殖品种、饲料种类等与国外诸多方面的差异性,完全套用国外标准显然缺少科学性和实用性,在充分借鉴国外相关标准的基础上,研究动物需要量和供给量之间关系,合理解决“供”与“求”矛盾极为重要,也是在今后我国畜牧业生产实践中必须解决的问题。

(五)营养物质间的互作与平衡是动物营养学的研究热点

各种营养物质在消化、吸收和利用方面存在着错综复杂的协同与拮抗关系,要理顺这些复杂关系,必须进行大量的试验研究,逐一弄清,因为这对了解养分的代谢规律和保持养分在动物体内的相对平衡,十分重要。以往的工作侧重于定性方面,以后的研究应向定量方面深入,以便建立养分互作的定量关系模型,准确配制全价平衡高效饲料。开展以养分的生物学利用率为基础研究所有营养素间的理想可利用平衡模式方面的研究,对于最大程度地提高动物对饲料养分的利用效率,充分发挥动物的基因表达和最大遗传生产潜力,同时减少粪便养分排出对环境的污染,发展可持续畜牧业和农业,有十分重要的意义。

(六)动物营养研究中更注意与环境的相互关系

动物本身是一个开放的机体,机体的机能正常发挥由内、外两个环境所决定。营养与内部环境的关系包括与微生物、抗氧化体系和免疫系统的相互关系等。而在外部环境中,一方面包括温、湿等各种环境应激因子对动物营养代谢和营养需要量的影响,另一方面包括动物营养代谢对周围环境产生的不良影响。内、外环境的稳恒控制是保障畜禽正常生产和生活的前提。营养与环境相互关系的研究是当前动物营养学的研究热点之一。开展营养代谢机理、养分生物学利用率和营养平衡模式的研究,对于准确满足动物对养分的需要量,尽可能减少养分的过量供应,以及提高饲料养分的利用效率,均非常重要。

二、饲料与饲料添加剂研究进展及趋势

我国饲料科学研究自20世纪70年代末以来取得了长足的进步,支撑了20多年来我国现代饲料工业和养殖业的快速发展。但与发达国家相比,我国饲料科技差距仍然比较大,主要表现为:研究的系统性差,研究手段相对落后,研究力量仍显单薄,技术创新能力不强,产业化技术水平低,以及资源高消耗和牺牲环境为代价等。尤其在生物饲料研究和攻关方面,任重而道远。

(一)饲料安全和资源高效利用已成为饲料科学研究的热点问题

由于消费者对养殖产品质量和安全的重视程度越来越高,以及饲料资源紧缺的全球化趋向,推动饲料安全和资源高效利用技术成为饲料研究的热点。在动物营养机理研究方面,已经基本摈弃“黑箱”时代的概略技术路线,不断向分子水平和精准方向发展。在配合饲料生产方面,更加重视优质和环保的产业化综合配套技术。

(二)以生物技术、信息技术为代表的高新技术在饲料工业技术进步中所起的作用越来越大

例如国外针对病原、感染抗体或免疫抗体的检测,已建立并应用了ELISA、PCR和免疫组化等快速、灵敏的方法,在免疫芯片和基因芯片技术上取得进展。欧、美发达国家对细菌抗药性的问题十分重视,美国已开发出一套针对17种抗生素和9种喹诺酮类药物的全自动监测系统,并已商品化生产。在药物残留检测技术方面,国外已生产出检测激素和抗生素残留的ELISA试剂盒,并在我国销售。

(三)饲料添加剂研究已加速迈向无公害化、绿色化,安全水平大大提高

随着动物营养学、生理学、饲养学、生物化学、生物工程学、药物学、微生物学以及计算机等多门学科的进一步发展,饲料添加剂已融合了多门学科和多种新技术,其资源、种类、功能和应用范围得到了进一步拓展。益生素、寡肽、酶制剂、天然植物提取物等兼有安全与高效特点的饲料添加剂产品已逐渐成为主流产品。

(四)生物技术在饲料科技领域的应用日新月异,饲料生物技术革命已经到来

随着基因工程等生物技术在饲料工业中的应用,正引起产业的新一轮技术革命。这些技术主要涉及单核苷酸定点突变技术,多肽文库噬菌体展示筛选技术,生物信息学,基因重组技术,基因缺失技术,极端微生物的研究开发等。未来,在新型抗生素,益生素,新型口服疫苗及分子鉴别诊断试剂,新型饲用酶制剂等的生产技术等有望取得重大技术突破。

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