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我國動物營養與飼料研究現狀及發展趨勢
2016-06-15 13:08   饲料研究所

動物營養學科是溝通動物飼養學與動物生理生化這些主要基礎學科的橋梁,其最終目標是爲畜禽水産養殖科學配制全價平衡高效飼料.並爲改善動物健康狀況和促進動物高效生産等。飼料是畜牧業賴以持續穩定發展的物質基礎,飼料成本占整個畜牧業生産成本的70%左右。營養是動物的客觀要求,飼料是營養素供應途徑,營養與飼料科學研究的目標是解決畜禽對營養物質“供”“與”求的矛盾。

一、動物營養學研究進展及發展趨勢

動物營養科學,從拉瓦希提出生物氧化學說爲起點,迄今已逾200多年。十九世紀爲營養學的草創年代,主要反映在能量代謝與飼料的能值評定方面,同時也萌發了對蛋白質與礦物元素的研究。二十世紀爲營養科學之盛世。近一個世紀以來,營養科學突飛猛進,揭開了新的篇章。營養研究由粗到細、由淺入深、由表及裏,正向著更深入、更全面和更系統的方向發展。

(一)動物營養代謝機理研究正向分子水平不斷深入

縱觀動物營養學的研究曆史,動物營養學從表觀水平上的營養素的作用,逐漸深入到血液、組織和組織中酶等生物活性物質的探討。動物體內有許多功能基因尚未得到充分表達,其中一個重要原因是飼料中供給的營養物質的量與質的問題。所以,越來越多的科研工作者,更多的關注于營養素在動物體內的分子水平代謝機理,這對于更深入地闡明營養素在動物體內的確切代謝機理、尋找評價動物營養狀況更爲靈敏的方法以及調控養分在體內的代謝路徑等,都具有劃時代的重要科學意義。

(二)營養物質在消化道中的消化吸收機理研究日趨活躍

動物消化道是一個十分複雜的動態變化體系,目前對許多養分的確切消化吸收形態和機理仍然不清。動物營養工作者們深入研究蛋白質和其它養分(如礦物元素和維生素)在消化道中的消化吸收機理,以補充和豐富動物營養學的現有理論和知識,並爲飼料工業生産中研制開發新型高效添加劑提供了新的理論依據。

(三)以瘤胃營養代謝爲重心,反刍動物營養逐漸向腸道營養代謝擴展

瘤胃是反刍動物的特有消化器官,反刍動物營養仍主要集中于研究瘤胃微生物對飼料養分的消化代謝機理和對各種營養的適宜需要量及需要形態上,其目標是最大程度地發揮瘤胃微生物對飼料纖維的消化利用潛力及對飼料蛋白質尤其是非蛋白氮的利用效率,以向體組織提供足量且比例適宜的揮發性脂肪酸以及增加流入小腸的微生物物質,特別是可消化氨基酸豐富而平衡的微生物蛋白質。近年來,反刍動物營養研究逐漸向腸道營養代謝擴展,如研究小腸可消化蛋白或小腸可代謝蛋白營養需要量、不同條件下過瘤胃保護的氨基酸、澱粉和脂肪或采用這些養分的腸道灌注法研究對反刍動物,尤其是高産反刍動物性能的影響,目的是建立反刍動物小腸營養(主要爲可消化氨基酸)評價新體系。

(四)營養需要量和飼料營養價值評定研究正向養分有效性方向轉變

確定動物營養需要量和飼料營養價值評定,是動物營養學的兩大基礎性研究工作。飼養標准是對畜禽科學養殖的依據,對合理利用飼料、最大程度發揮動物生産性能、降低飼養成本和提高養殖經濟效益均具有重要意義。實現動物“精准營養”必須要有科學的飼養標准與之相對應,而我國的牛羊飼養標准則長期依賴美國NRC和英國AFRC規定的牛羊營養需要量,鑒于我國畜禽養殖品種、飼料種類等與國外諸多方面的差異性,完全套用國外標准顯然缺少科學性和實用性,在充分借鑒國外相關標准的基礎上,研究動物需要量和供給量之間關系,合理解決“供”與“求”矛盾極爲重要,也是在今後我國畜牧業生産實踐中必須解決的問題。

(五)營養物質間的互作與平衡是動物營養學的研究熱點

各種營養物質在消化、吸收和利用方面存在著錯綜複雜的協同與拮抗關系,要理順這些複雜關系,必須進行大量的試驗研究,逐一弄清,因爲這對了解養分的代謝規律和保持養分在動物體內的相對平衡,十分重要。以往的工作側重于定性方面,以後的研究應向定量方面深入,以便建立養分互作的定量關系模型,准確配制全價平衡高效飼料。開展以養分的生物學利用率爲基礎研究所有營養素間的理想可利用平衡模式方面的研究,對于最大程度地提高動物對飼料養分的利用效率,充分發揮動物的基因表達和最大遺傳生産潛力,同時減少糞便養分排出對環境的汙染,發展可持續畜牧業和農業,有十分重要的意義。

(六)動物營養研究中更注意與環境的相互關系

動物本身是一個開放的機體,機體的機能正常發揮由內、外兩個環境所決定。營養與內部環境的關系包括與微生物、抗氧化體系和免疫系統的相互關系等。而在外部環境中,一方面包括溫、濕等各種環境應激因子對動物營養代謝和營養需要量的影響,另一方面包括動物營養代謝對周圍環境産生的不良影響。內、外環境的穩恒控制是保障畜禽正常生産和生活的前提。營養與環境相互關系的研究是當前動物營養學的研究熱點之一。開展營養代謝機理、養分生物學利用率和營養平衡模式的研究,對于准確滿足動物對養分的需要量,盡可能減少養分的過量供應,以及提高飼料養分的利用效率,均非常重要。

二、飼料與飼料添加劑研究進展及趨勢

我國飼料科學研究自20世紀70年代末以來取得了長足的進步,支撐了20多年來我國現代飼料工業和養殖業的快速發展。但與發達國家相比,我國飼料科技差距仍然比較大,主要表現爲:研究的系統性差,研究手段相對落後,研究力量仍顯單薄,技術創新能力不強,産業化技術水平低,以及資源高消耗和犧牲環境爲代價等。尤其在生物飼料研究和攻關方面,任重而道遠。

(一)飼料安全和資源高效利用已成爲飼料科學研究的熱點問題

由于消費者對養殖産品質量和安全的重視程度越來越高,以及飼料資源緊缺的全球化趨向,推動飼料安全和資源高效利用技術成爲飼料研究的熱點。在動物營養機理研究方面,已經基本擯棄“黑箱”時代的概略技術路線,不斷向分子水平和精准方向發展。在配合飼料生産方面,更加重視優質和環保的産業化綜合配套技術。

(二)以生物技術、信息技術爲代表的高新技術在飼料工業技術進步中所起的作用越來越大

例如國外針對病原、感染抗體或免疫抗體的檢測,已建立並應用了ELISA、PCR和免疫組化等快速、靈敏的方法,在免疫芯片和基因芯片技術上取得進展。歐、美發達國家對細菌抗藥性的問題十分重視,美國已開發出一套針對17種抗生素和9種喹諾酮類藥物的全自動監測系統,並已商品化生産。在藥物殘留檢測技術方面,國外已生産出檢測激素和抗生素殘留的ELISA試劑盒,並在我國銷售。

(三)飼料添加劑研究已加速邁向無公害化、綠色化,安全水平大大提高

隨著動物營養學、生理學、飼養學、生物化學、生物工程學、藥物學、微生物學以及計算機等多門學科的進一步發展,飼料添加劑已融合了多門學科和多種新技術,其資源、種類、功能和應用範圍得到了進一步拓展。益生素、寡肽、酶制劑、天然植物提取物等兼有安全與高效特點的飼料添加劑産品已逐漸成爲主流産品。

(四)生物技術在飼料科技領域的應用日新月異,飼料生物技術革命已經到來

隨著基因工程等生物技術在飼料工業中的應用,正引起産業的新一輪技術革命。這些技術主要涉及單核苷酸定點突變技術,多肽文庫噬菌體展示篩選技術,生物信息學,基因重組技術,基因缺失技術,極端微生物的研究開發等。未來,在新型抗生素,益生素,新型口服疫苗及分子鑒別診斷試劑,新型飼用酶制劑等的生産技術等有望取得重大技術突破。

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