营养与动物基因
营养基因组学研究及其在动物营养中的应用前景
究 的热点 （ 德发 ，０ ４ 。近年 来， 因组学 和生 物信 规 律和生 物功能 ，由此 产生 了一 门新 兴学科—— 蛋 白 李 ２０ ） 基 息 学在生 物技术 领域 的研究 获得 了 巨大进展 ， 在营 质 组学（ｒｔ ｍ ｃ１它与 基 因组 学 共 同从 整体 水平 解 为 Ｐｏ ｏ ｉｓ ｅ ， 养 学领 域研 究 营养 素 与基 因 的交 互作 用 打 下 了 良好 析生命 现象 。功能性基 因组学研究 和其它学科研 究交 促 如 的 基 础 。 此 背 景 下 。 养 基 因组 学 （ ｕｒ ｅｏ ｉｓ应 叉 。 进 了一 些 学 科 的诞 生 。 营 养 基 因组 学 。 在 营 Ｎ ｔｇｎ ｍ ｃ ） ｉ
可 基 因组学 （ｕ ｃ ｏ ａ Ｇ ｎ ｍ ｃ） 而 使 生命 科 学 研究 谢 等 许 多 问 题 。通 过 研 究 ， 以检 测 营 养 素 对 整 个 细 Ｆ ｎｔ ｎｌ ｅ ｏ ｉｓ从 ｉ 。 组 的重 心从揭示生 命 的所有 遗传信 息。转移 到了在分 子 胞 、 织或 系统及 作用 通路 上所 有 已知和未 知分 子 的 影 响， 因此。 种 高通 量 、 这 大规 模 的监 测无 疑 将 使得 研 整体水平对 功能 的研究上 。基 因组学是 指对所 有基 因 进 行基 因组作 图ｆ 括遗 传 图谱 、 理 图谱 和转 录 图 究者 能够真 正全 面地 了解 营养素 的作用机 制 。 包 物 通 过应用分子 生物 学技术 。科学 家能够测定 单一 谱１核 苷 酸序列 分析 、 因定 位和 基 因功能 分析 的一 、 基
维普资讯
《 呵斟工业》２ ０ 年鲤 垫 笪笪 垒塑 ・０ ８
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随着 生物科 学 和现代 生物技 术 的发展 ， 进 了动 促
环境及营养对基因表观遗传调控的影响
环境和营养对基因表观遗传调控的影响摘要现在主要研究方向是遗传突变的鉴定－它们用作生物标记，和对于人类健康的作用的解释。
然而，现在正在引起人们兴趣的是环境而不是遗传诱导的变化可能同样有长期的效应。
这篇综述概述了在DNA序列没有变化的情况下环境，营养和年龄如何影响哺乳动物基因的构成和转录方式的知识，。
显然，环境和表观遗传之间的联系还有很多有待研究。
然而最近的研究表明环境和饮食因素能通过DNA甲基化和共价组蛋白修饰扰乱基因表达的方式。
意想不到的是，同基因突变一样，反常的表观遗传学变化和他们的表型有时能被传递给下一代。
关键词：表观遗传学；环境；毒物学；营养；基因组印记；DNA甲基化；生物标记1.基因型和表观基因型术语‘表观遗传学’指在DNA序列没有发生变化的情况下基因表达稳定维持的模式。
表观遗传调控在动、植物的发育和整个生命过程中起着重要的作用。
在特定的细胞类型中或者在确定的发育阶段基因的稳定表达或者抑制需要其调控。
有许多共价的表观遗传修饰涉及持家基因的稳定抑制或者激活。
可能研究最清楚的表观遗传修饰是DNA的甲基化。
在哺乳动物的基因组中，这种共价修饰发生在许多胞嘧啶残基上，那些胞嘧啶残基后面紧接一个鸟嘌呤残基。
在大多数情况下，这种‘CpG甲基化’的获得和体细胞维持诱导基因的阻遏。
然而也有这样的例子－在特定序列元件处DNA的甲基化允许邻近基因的表达。
另外，由DNA包裹的核小体中组蛋白的结构也决定基因表达。
最近几年，发现许多共价修饰发生在组蛋白的氨基酸的N－末端尾段上。
单独的或者以联合的形式修饰，那些组蛋白的修饰被认为对于基因的连续抑制或者表达是必不可少的。
根据最近多方面的工作，得出尤其组蛋乙酰化和甲基化对于基因调控的体细胞维持是必需的。
当考虑不同种类的环境应激如何影响表观遗传机制时，强调DNA和染色质上表观遗传修饰建立起基因型和表型之间的联系是重要的。
在特定的细胞谱系中，和在确定的发育阶段基因的染色质以某种方式被修饰，这种修饰导致稳定基因的阻遏或者激活。
《动物营养学》课程笔记
《动物营养学》课程笔记第一章绪论1.1 动物营养学发展动物营养学的发展可以分为几个阶段：- 初始阶段：18世纪末至19世纪初，科学家们开始关注动物饲料的化学成分，通过对饲料中蛋白质、脂肪、碳水化合物等养分含量的分析，初步了解了动物对营养的需求。
- 科学阶段：20世纪初，随着生物学、生物化学、生理学等学科的发展，动物营养学开始从单一的化学分析转向对动物营养生理和代谢过程的研究。
- 系统阶段：20世纪中叶至今，动物营养学逐渐形成了以动物生理代谢为基础，研究营养素对动物生长、生产、繁殖和健康影响的科学体系。
同时，分子生物学、遗传学、生态学等学科的发展，为动物营养学的研究提供了新的思路和方法。
1.2 动物营养学的研究热点动物营养学的研究热点主要集中在以下几个方面：- 营养与基因表达：研究营养素对动物基因表达的调控作用，以及通过基因工程技术改变动物对营养素的利用效率。
- 营养与免疫：探讨营养对动物免疫系统的影响，提高动物对疾病的抵抗力。
- 营养与肠道健康：研究营养素对肠道微生物群落结构、肠道黏膜屏障功能的影响，以及通过营养调控改善肠道健康。
- 营养与环境：研究动物营养与环境保护之间的关系，降低畜牧业对环境的影响。
1.3 畜牧业热词解析（上）- 绿色畜牧：指在养殖过程中，采用环保、低碳、可持续的生产方式，生产出安全、优质、营养的畜产品。
这包括合理利用资源、减少废弃物排放、保护生态环境等方面。
- 精准营养：根据动物的品种、生长阶段、生产性能等个体差异，为其提供定制化的营养方案，实现营养的精准供给。
这有助于提高饲料利用率，减少资源浪费，降低生产成本。
- 生态养殖：在养殖过程中，模拟动物在自然生态环境中的生长条件，提高动物福利，生产出高品质的畜产品。
这包括采用有机饲料、减少抗生素使用、提供宽敞舒适的养殖环境等措施。
1.4 畜牧业热词解析（下）- 饲料添加剂：为改善动物生产性能、保障动物健康、提高饲料利用率等目的，而在饲料中添加的具有特定功能的物质。
营养物质调控动物基因表达作用机制
关 键词
营养 ；基 因表 达 ；调控
Ｒ ５ ． １ １２
一学科分 类号源自研 究营 养物质 对 基 因表 达 的影 响 ， 包括 确 定 这 些生 命现 象密 切相 关 的基 因 ， 些 基 因 是 如何 受 这 到表 达调控 的 ， 哪些营 养 因素影 响这些 基 因 的表达 ． 信 号是如何 传递 的 。基 因表达 是一种 尚处 于研 究 中 的过 程 ． 些基 因的序 列 已经完 全清 楚 ， 且 已经知 有 并 道这 些基 因在某 些染 色 体上 的定 位 ， 着 人类 基 因 随 组项 目的进 展 ， 它一 些 基 因将 被 发现 、 序 和定 其 测 位． 必将极 大地 推 动 基 因 表达 调控 的 研究 。下 面简 述 营养物 质是 如何 调 控 基 因表 达 ， 以及 一 些 营 养物
定一控 制 、 ｝ 生 翻译 控 制 以 及 翻 译后 控 制 。每 一 个控 制 点都 以某 种方 式 对 营养 素 有反 应 ，对 大 多 数 基 因 ，
转录控制比翻译控制作用要强 ， 这种控制 是由 Ｄ Ａ Ｎ
的所谓启 动 子部 位 所 发 挥 作用 的 这 一 Ｄ Ａ部 位 Ｎ 负责结 合 Ｒ Ａ聚 合酶 Ｉ 以 及许 多转 录 因子 他 们 Ｎ Ｉ 被认 为是顺式 作用 要 素（ ｉａｔ ｇｅ ｍｅｔ ， 日通 ｃ — ｉ ｌ ｎ）并 ｓ ｃｎ ｅ 常 位 于距转 录起 始 点 ４ ０到 ２０碱 基 对 的 位 置 某 １ ３
研 究 表 明 ， Ｄ Ａ到 Ｒ Ａ 到蛋 白质 途 径 中 的 从 Ｎ Ｎ 每一 步 ， 因表 达都 受 到 调 节。 基 因的 表 达 调控 包 基
聚合酶 Ⅱ 连在一起 ， 目 使 标基 因得以转 录活化。最 近 ，ｗｖｄ（００ 分 析 了 １２－Ｏ Ｖ 对 细胞 Ｄ ｉｅｉ２０ ） ，５（ Ｈ） Ｄ
营养物质调控动物生长发育的分子基础
２０ 年第 ６ ０６ 期
湖南饲料
动物营养
营番物 质调糖劲物硅 长发言的 分 孑蓉础
一 王 彬 黄 瑞 林 ， 印遇 龙
２３ ０ ； ２０ ３
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（． １ 江苏食品职业技术学院食 品工程系 淮安 ２中国科学院亚热带农业生态研究所 ．
长沙 ４ ０ ２ ） １ １５
活域和 Ｄ Ａ结合域等） Ｎ 上 ， 改变这些基 因转录 控 基 因表达 的主要位点 。这 种调节功 能主要 由
的速度和水 平。再如 ，铁则是通过与那 些可于 Ｄ Ａ分子上的启动子（ ｏ ｏ ｒ Ｎ ｐ ｍ ｔ） ｒ ｅ 部分来完成 ， 它可 Ｎ Ｉ Ｎ ｏ ｍ ｒ ｅＩ 以及许多转 （ ｙ ｓ ） ｍＮ Ｒ Ａ作用的蛋 白的结合来影响 ｍ Ｎ Ｒ Ａ的丰度 ， 与 Ｒ Ａ聚合 酶 ＩＲ Ａ ｐｌ ｅａ Ｉ
Ｗａ ｇ Ｂｎ ｅ ａ （ｎｔｕｅｏ ｕ ｔ ｐｃｌＡ ｒ ｕｔｒ ， ｎ ｉ ｔ ｌ Ｉｓ ｔｔ ｆＳ ｂｒ ｉ ｇｉ ｌ ｅ ｉ ｏ ａ ｃ ｕ
Ｃ ｉｅｅ Ａ ａ ｅ ｆＳ ｉ ｃｓ Ｃ ａ ｇｈ ， ｎ ｎ ４ ０ ２ ｈｎ ｓ ｃｄｍｙｏ ｃ ｎ ｅ ， ｈ ｎ ｓａ ｅ Ｈｕ ａ １ １ ５）
质和内在 因素基 因表达之间有密切关系。 ｌ 营养物质对基因表达调控 的主要机制
的特异蛋 白质。 目前 已经鉴定 出了多种转录因子 家族 ，例如螺旋 一环 一 螺旋蛋白质 一 螺旋 一 转角
一
营养物质可以通过直接作用和间接作用两种
方式调控基 因的表达 ， 如图 １ 所示［ 。
螺旋蛋 白质和亮氨酸拉链 蛋白质等。每一种此
类转录因子蛋 白质都包含有不 同的结构域 ，如激
分子营养学研究进展
分子营养学研究进展摘要：随着分子生物学技术的不断发展，越来越多与代谢有关的动物基因被克隆和鉴定，人们对营养与基因调控的关系越来越感兴趣。
营养与动物基因表达调控的研究已成为当今动物营养学研究的一个热点领域。
营养与基因表达的关系是营养素摄入影响DNA复制和改变染色体结构，二者又共同调控基因表达，即调控基因转录、翻译，决定基因产物，从而维持细胞分化、适应与生长。
研究表明，主要的营养物质如糖、脂肪酸、氨基酸以及一些微量元素对动物体内许多基因的表达都有影响。
关键词：基因营养素调控分子生物学1.分子营养学的概念分子营养学主要是研究营养素与基因之间的相互作用，是在分子水平上研究营养学的一门学科。
一方面研究营养素对基因表达的调控作用；另一方面研究遗传因素对营养素消化、吸收、分布、代谢和排泄的决定作用。
在此基础上，探讨二者相互作用对生物体表型特征(如营养充足、营养缺乏、营养相关疾病、先天代谢性缺陷)影响的规律，从而针对不同基因型及其变异、营养素对基因表达的特异调节，制订出营养素需要量，为促进健康，预防和控制营养缺乏病、营养相关疾病和先天代谢性缺陷提供真实、可靠的科学依据。
2.分子营养学的研究内容①营养素对基因表达的调控作用及调节机制，从而对营养素的生理功能进行更全面、更深入的认识；利用基因表达的营养调控改变机体代谢，从而利用营养素促进对健康有益基因的表达，抑制对健康有害基因的表达；②遗传多态性对营养素消化、吸收、分布、代谢和排泄的影响，导致营养素需要量存在个体差异的遗传学基础；③代谢性和营养性疾病的分子遗传学基础，营养素与基因相互作用导致营养缺乏病、营养相关疾病和先天代谢性缺陷的机制及饲料营养干预研究；④现代分子生物学技术在营养学中的应用。
2.1营养素对基因表达的调控作用及调节机制：绝大多数营养素对基因表达的调节发生在转录水平上。
基因转录是由RNA聚合酶催化完成的,转录水平的调控实质就是对RNA聚合酶活性的调节。
基因营养学与营养基因组学研究在动物营养学研究中的应用
３１ 研 究 内容 ． ３１１影 响基 因表达 的营 养 因素 。 响基 因表 达 的营 ．． 影
养因素包括营养物质 的种类 、 组成 、 浓度 、 质量和平 衡状况等方面。 适宜的营养物质摄入量对于维持染 色体和 Ｄ Ａ结构的稳定 ， Ｎ 从而保证遗传信息正确 、 有效地传递起着重要 的作用。相反 ， 过高或过低的
基 因营养学 是指研究营养物质与基 因之间的 相互作用及其对动物生产 与机体健康影 响的规律 和机制 ， 从而提 出提高动物生产性能 、 障动物机 保
体健康和防治与营养相关异 ， 通过基因组 成 以及代谢型的鉴定 ，确定个体 的营养需要量 ， 即 根据动物的遗传潜力进行个体饲养 ， 这就是 “ 因 基
理 地 确定 动 物 在 各 种 不 同 条 件 下 的营 养 物 质 需 要
对营养物质 的需求量 。在实际生产中， 动物体 内的
许多有益功能基 因还没有得到充分表达 ， 其主要原 因是 因为饲料 中供给 的营养物质未能在质 和量上 充分满足这类基 因的有效表达需求。 目 ， 前 人们对 动物营养学的研究已从传统 的剂量一 功能效应研究 模式 向在基 因水平上研究营养物质对基 因结构和
《 江西畜牧兽 医杂 ￣｝０ １ ２ １ 年第 ２ 期
文章编号：０ ４ ２ ４ （０ ０ － ０ １ ３ １０ — ３ ２ ２ １ ）２ ０ ０ － ３ １ ４
中图分类号 ： ８ ８ Ｓ１． ９ 文献标识码 ： Ｂ
・ 专论与综述 ・
基 因营养学与营养基因组学研究在动物营养学研究中的应用
营 养 物质 摄 入 量 均 可 对 基 因组 结 构 和 稳 定 性 产 生
营养素与基因的关系
营养素与基因的关系人类从受孕、细胞分裂、分化到生长发育，从健康、疾病至死亡等生命现象，无一不与基因表达的调控有关。
环境因素，尤其营养、营养素对基因表达产生直接或间接影响，对生命过程产生重要的影响。
精子与卵细胞结合时，就决定个体遗传学的命运，即决定个体所携带的遗传物质，而该物质决定个体生命特征、致病基因及出现疾病时间、寿命长短等。
营养素在短期内不能改变遗传学的特征，但经过营养素修饰这些基因表达，可改变某些遗传学特征的进程。
每种慢性疾病都有其特异的易感基因，包括饮食在内的环境因素对于特异性疾病基因的表达有重要作用。
要预防疾病，首先就要防止疾病基因的表达。
相当长时间内对营养素功能的认识停留在生物化学、酶学、内分泌学、生理学和细胞学水平上。
营养素可调控功能，但认为主要是通过调节激素分泌和激素信号传递来实现。
20多年前，才发现营养素对基因表达的调控，这对预防疾病、促进健康和长寿有很重要的意义。
几乎所有营养素对基因表达都有调节作用。
其作用特点是一种营养素可调节多种基因的表达；一种基因表达又受多种营养素的调节。
营养素不仅可影响细胞增殖、分化及生长发育有关的基因表达，而且还可对致病基因表达产生重要的调节作用。
原始社会人主要靠采集、打猎、捕鱼为生，经常是饥饱不一，在当时营养条件下，人类遗传因素发生适应性变化，即产生所谓“节约基因型”，显然现在不适用。
在充足能量和营养时，这些节约基因仍在大量储存能量，导致肥胖、糖尿病、心脑血管疾病和高血压。
这部分仍携带节约基因型的人群对高脂肪、高能量特别易感，是易感人群。
约4万年前的旧石器时代晚期，人类基因型已确定，且这种基因型确定是适应当时营养状况。
当时营养状况与现代社会，尤其是西方社会相比，摄入较高蛋白质、钙、钾和维生素C，而钠摄入量较低。
现代社会饮食结构发生重大变化，其特征是能量摄入增加而消耗减少；饱和脂肪、n-6脂肪酸和反式脂肪酸摄入增加，n-3脂肪酸减少；复杂糖类（主要是寡糖）和食物纤维摄入减少。
营养与基因表达课件
02
宏量营养素与基因表达
碳水化合物与基因表达
碳水化合物是人体主要的能量来源， 对基因表达有一定影响。
长期高糖饮食可能增加糖尿病、肥胖 等疾病的风险，这些疾病与特定基因 的表达异常有关。
高糖饮食可能导致胰岛素抵抗，进而 影响胰岛素相关基因的表达。
碳水化合物的摄入量与基因表达水平 之间存在一定的关联性，合理控制碳 水化合物的摄入量有助于维持健康的 基因表达。
营养素补充
根据基因检测结果，为个体提供适量的维生素、 矿物质和其他营养素补充剂，以满足其特定需求。
3
饮食调整
根据基因检测结果，指导个体调整饮食结构，增 加或减少某些食物的摄入，以实现营养平衡。
预防慢性疾病
风险评估
通过基因检测评估个体患慢性疾病的风险，如心血管疾病、糖尿 病等，为预防措施提供依据。
生活方式干预
蛋白质
不同种类的脂肪酸对基因表达有不同 的影响，如ω-3脂肪酸可以抑制炎症 相关基因的表达。
蛋白质的摄入量和种类可以影响基因 表达，如摄入适量的优质蛋白质可以 促进肌肉生长和代谢相关基因的表达。
维生素和矿物质
维生素和矿物质在维持基因表达的正 常水平方面发挥着重要作用，缺乏或 过量都会导致基因表达的异常。
03
微量营养素与基因表达
维生素与基因表达
01
维生素A与基因表达
维生素A对维持上皮组织结构和功能具有重要作用，同时参与视网膜视
紫质的合成与再生，维持正常视觉功能。维生素A还参与细胞分化、生
长和免疫功能调节。
02
维生素C与基因表达
维生素C是一种强还原剂，可以清除体内的自由基，保护细胞免受氧化
应激损伤。此外，维生素C还参与胶原蛋白的合成，对维持皮肤、骨骼
营养与基因表达的相互作用研究
营养与基因表达的相互作用研究近年来，越来越多的研究表明，营养和基因表达之间存在着密切的相互作用。
营养摄入可以影响基因表达，而基因也会影响人对营养的吸收和代谢。
本文将探讨营养与基因表达之间的相互作用，并讨论其在预防疾病和提高健康水平方面的潜在应用。
一、营养对基因表达的影响营养可以影响基因的表达，这早在上世纪八十年代已经被发现。
营养可以影响基因表达的机制很多，其中最为重要的是DNA甲基化和组蛋白修饰。
DNA甲基化是指将甲基基团添加到DNA分子中，从而影响基因转录的能力。
组蛋白修饰则涉及到组蛋白蛋白质的修饰，从而影响染色质结构和基因表达。
此外，营养还可以通过影响微小RNA的表达来调节基因表达。
研究发现，不同种类的营养物质对基因表达的影响是不同的。
例如，膳食纤维和多酚类物质可以调节多个关键的代谢途径和信号传导通路，从而影响细胞的生理和代谢功能。
饱和脂肪酸和反式脂肪酸等不健康的脂质则可以抑制脂质代谢途径的正常运作，导致脂肪堆积和代谢紊乱。
维生素和矿物质等营养素则可以影响基因表达和蛋白质合成的过程，从而影响细胞的生长和分化。
二、基因对营养吸收和代谢的影响不仅如此，基因也会影响人对营养的吸收和代谢。
例如，一些人可能会因为基因缺陷而难以吸收某些营养物质，例如乳糖不耐受和肉毒素中毒等疾病。
此外，基因还会影响人对食物的味觉感受和偏好，从而影响人的食物选择和营养摄入。
最近的研究还发现，基因组变异还与肥胖等代谢性疾病的发生有关。
例如，一些人可能会因为基因缺陷而难以代谢脂肪和糖类，从而导致脂肪堆积和代谢紊乱。
此外，一些基因还可能与胰岛素分泌和感受调节有关，从而影响血糖和胰岛素代谢。
这些基因缺陷的发现为预防和治疗代谢性疾病提供了新的方法和思路。
三、营养与基因表达的相互作用对健康的作用营养与基因表达的相互作用对健康有着重要的作用。
首先，了解不同营养素对基因表达的影响可以帮助我们制定更科学合理的饮食计划，从而降低疾病的风险。
例如，知道水果和蔬菜中的维生素和多酚类物质可以影响基因表达和细胞生理功能，我们可以选择更多的水果和蔬菜作为我们的饮食来源。
营养与基因的相互作用对人体健康的影响
营养与基因的相互作用对人体健康的影响营养和基因，这两个似乎毫不相关的概念，却在人体健康方面扮演着至关重要的角色。
事实上，营养和基因之间存在着相互作用，而这种作用对于人体的健康有着深远的影响。
营养是人体正常生命活动所必需的物质，包括蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、矿物质等。
它们在体内起着不同的作用，如促进生长发育、提供能量、维持免疫功能等。
营养素的摄入量和种类很大程度上影响了人体的健康状况，例如常见的营养缺乏症就是因为某些营养素不足造成的。
与此同时，人类的基因组也是一个复杂的系统，其中蕴含着决定个体特征和功能的遗传信息。
这些基因信息能影响人体对营养的吸收和利用，进而影响人体的健康。
现代生物技术的发展使我们对于营养和基因之间的相互作用有了更深入的认识。
一些研究表明，不同的基因变异会使人体对某些特定的营养素的需要和利用发生变化。
例如，一些人天生就容易缺乏维生素D，这是因为他们身上携带了一种抑制维生素D需要的基因变异。
同样的，另外一些人体内对于氨基酸的吸收和利用不是很高效，这往往与体内运输氨基酸的蛋白质有关，而这些蛋白质的合成会受基因调控。
这些基因的表达方式和变异形式可能明显影响了体内的代谢过程和功能表现。
这些基因的变异和表达对于人体健康会有什么具体影响呢？正如前文所提到的，人体对不同营养素的吸收和转化是一个复杂的过程，这个过程涉及人体内许多生物学机制的综合调控，包括消化吸收系统、内分泌系统、免疫系统以及代谢系统等。
基因变异的存在可能会影响这些生物学机制的正常运行，进而引发一系列健康问题。
以维生素D缺乏为例，维生素D在人体内主要是用来维持钙和磷的平衡，缺乏维生素D往往会引起骨质疏松等骨骼系统疾病。
而存在维生素D相关基因变异的人则更容易出现这些问题。
此外，还有一些基因变异可以影响人们对饮食习惯的选择和偏好，进而影响营养的平衡。
例如，儿茶酚氧化酶基因（MAOA）的变异可以影响人对巧克力等食品的新陈代谢和习惯，进而影响胆固醇、脂肪等营养素的代谢过程。
《动物营养学》课程笔记
《动物营养学》课程笔记第一章绪论一、动物营养学发展1. 动物营养学起源动物营养学起源于人们对动物饲养实践中的观察和思考。
18世纪末至19世纪初，随着农业生产力的提高和科学技术的进步，人们开始系统地研究动物的营养需求与饲料的营养价值。
（1）早期研究：早期的研究主要集中在饲料的化学组成和动物对饲料的消化能力上。
法国化学家拉瓦锡（Antoine Lavoisier）提出了“呼吸是燃烧的一种形式”，为动物营养学的发展奠定了基础。
（2）李比希的贡献：德国农业化学家尤斯图斯·冯·李比希（Justus von Liebig）是动物营养学的奠基人之一，他提出了动物营养的有机体理论，即动物体需要的营养物质主要来源于饲料中的有机物质。
2. 动物营养学的发展阶段（1）初创阶段（18世纪末-19世纪末）：在这一阶段，动物营养学的研究主要集中在饲料的化学分析和动物对营养物质的消化吸收上。
研究者们开始认识到不同营养物质对动物生长和健康的重要性。
（2）发展阶段（20世纪初-20世纪中叶）：这一时期，动物营养学形成了较为完整的理论体系，包括营养物质的分类、营养生理学、营养代谢等。
同时，饲料工业的发展和饲养标准的建立为动物营养学的研究提供了实践基础。
（3）成熟阶段（20世纪中叶至今）：随着生物化学、分子生物学、遗传学等学科的发展，动物营养学研究进入了分子水平，开始探讨营养与基因表达的调控、营养与免疫系统的关系等深层次问题。
3. 我国动物营养学发展（1）起步阶段（20世纪初-20世纪40年代）：我国动物营养学研究起步较晚，主要依赖于引进和消化国外的研究成果。
（2）发展阶段（20世纪50年代-20世纪80年代）：在这一阶段，我国动物营养学研究取得了显著成果，如饲料资源的开发利用、饲养标准的制定和推广等。
（3）快速发展阶段（20世纪90年代至今）：我国动物营养学研究取得了世界领先水平，研究领域不断拓展，包括营养与基因调控、营养与环境友好型畜牧业、饲料添加剂研究等。
营养元素与基因表达的相互作用及其在疾病治疗中的应用
营养元素与基因表达的相互作用及其在疾病治疗中的应用营养元素是维持人体正常生理功能所必需的营养物质，包括蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素和矿物质等。
营养元素参与了许多生物过程，例如能量代谢、细胞信号转导、基因表达等。
基因表达是生物体适应外界环境和维持基本生理过程的基础。
营养元素与基因表达之间的相互作用是非常重要的，它不仅可以影响人体健康和营养代谢，更可以被用于治疗疾病。
1. 营养元素对基因表达的影响营养元素可以影响基因表达，从而影响细胞和组织的结构和功能。
维生素和矿物质等营养元素是基因表达的重要调节器，它们可以通过激活或抑制转录因子、改变DNA甲基化和组蛋白修饰等方式影响基因表达水平。
例如，维生素D可以通过调节转录因子的活性来影响骨骼和免疫系统的生理过程，而甲状腺素可以影响基因的转录和翻译，调节人体能量代谢。
2. 营养元素与疾病治疗营养元素与基因表达之间的相互作用可以被用于疾病治疗。
例如，在癌症治疗中，营养元素可以通过调节基因表达来影响癌细胞的生长和扩散。
研究表明，一些维生素和矿物质对于预防和治疗乳腺癌、大肠癌、胃癌等具有重要作用。
此外，在心血管疾病的预防和治疗中，一些营养元素如ω-3多不饱和脂肪酸（DHA和EPA）也被广泛应用。
3. 生物学技术在营养元素与基因表达研究中的应用生物学技术为研究营养元素与基因表达之间的相互作用以及其在疾病治疗中的应用提供了新平台。
例如，利用DNA芯片和RNA测序等高通量药物筛选技术可以系统地鉴定营养元素与基因表达之间的相互作用，并揭示其调控机制。
此外，同样利用这些技术，我们还可以鉴定特定基因表达的变化，以及基因表达与营养元素及其他生物学因素之间的交互作用。
4. 结论营养元素与基因表达之间的相互作用对人体健康和疾病治疗都具有重要意义。
了解营养元素对基因表达和细胞功能的影响，可以帮助人们在饮食中选用更健康的食物，从而维持人体健康和预防疾病。
此外，基于营养元素与基因表达之间的相互作用，我们可以更好地预防和治疗各种疾病，从而为人们的健康提供更好的保障。
基因与营养的关系
基因与营养的关系随着科技的发展，人们对基因的了解越来越多，也越来越认识到基因与营养之间的关系。
基因是DNA分子的一部分，它们决定了一个人的生理特征，包括身高、体型、眼睛颜色等。
而营养则是人体所需的能量和物质，是构成身体的基石。
因此，基因与营养之间的关系十分密切，它们相互作用，影响着一个人的身体健康和表现。
基因和代谢基因与营养之间的关系体现在基因对人体代谢的调节上。
代谢是指人体消耗能量和物质的过程，包括能量代谢、物质代谢和生命代谢。
基因能够通过不同的通路调节代谢，从而影响人体健康。
例如，某些基因可以控制人体对某些营养物质的吸收和利用，如维生素D的吸收和利用就与基因有关。
另外，一些基因可以影响人体对药物的反应，如利福平对高胆固醇的作用就有基因调控的影响。
基因与挑食挑食是许多成年人和儿童都面临的问题。
有些人喜欢吃甜食，有些人则喜欢吃咸食，而有些人则对某些食物敏感。
这种不同喜好的来源可以追溯到基因。
在人体中，有些基因与味觉和嗅觉有关，它们能影响人对不同味道的感知和偏好。
例如，有的人对苦味有更高的感知度，因此，他们可能会避免吃某些蔬菜，如芦笋、茄子等。
而有一些基因则会影响人对酸、甜味的感受，这就解释了为什么有些人喜欢吃甜食，而有些人则喜欢咸食。
基因与高脂饮食高脂饮食是一个广泛存在的问题，它可能导致肥胖和心脏病等慢性疾病。
然而，有些人似乎能够吃很多高脂肪的食物而不发胖。
这一现象也与基因有关。
有些人身体中有一种基因变异，使其能够更有效地将脂肪分解和代谢。
这些人相对于其他人而言，即使摄入大量高脂肪食物，也很难变胖。
但是，这并不代表他们可以不注意饮食，因为高脂肪食物本身就对心脏健康有害。
基因与营养不良营养不良是全球最为普遍的健康问题之一。
它可以导致生长迟缓、贫血、免疫系统受损和体重下降等问题。
在营养不良的背景下，基因会调节身体的代谢和能量利用。
一个例子是基因剪接变异，它在调控饥饿感和代谢过程中发挥重要作用。
这一变异可以增加或减少某些基因的表达，从而影响人体对不同营养素的代谢。
基因和营养相互作用在植物健康中的研究
基因和营养相互作用在植物健康中的研究随着科技的进步和人类知识的增长，人们逐渐意识到基因和营养之间的互动关系对于植物健康的影响十分重要。
科学家们通过研究基因和营养之间的相互作用，能够更好地了解植物生长和发育的机制，在植物保护和农业生产中发挥着非常关键的作用。
基因和营养相互作用对植物健康的影响基因是指生物体内遗传信息的载体，而营养则是指生物体获得的食物中所含有的营养成分。
基因和营养之间的相互作用在植物健康上有很大的影响。
营养素是植物生长的必需营养物质，它们通过植物体内的基因调节系统作用于生长、发育和免疫反应等方面。
例如，钙、镁、铁等微量元素在植物体内发挥着重要的催化作用，而磷和氮则是植物生长所需的主要营养素。
当植物缺乏某种营养素时，其生长和发育就会受到限制，从而影响到其生产和生存能力。
基因则是植物生长和发展的重要调控机制。
植物基因的表达和调控能够影响植物的生长、发育、代谢和免疫反应等机制。
例如，基因调控了植物的根系生长和水分吸收，影响植物对环境的适应性、抗病能力和光合作用的效率。
植物缺乏某些基因调控物，可能导致不同程度的形态、结构和代谢异常。
基因和营养相互作用的研究基因和营养之间的相互作用是一个复杂的研究领域。
科学家们通过研究基因和营养之间的相互作用，能够更好地了解营养与健康之间的关系，并开发出更有效的植物保护和农业生产技术。
研究表明，不同的营养物质可以对植物的基因表达和调控产生不同程度的影响。
例如，磷、氮、钾等离子元素可以透过植物体内基因调控网络影响植物的吸水和水分利用效率；同样地，植物缺乏特定的烟酸成分会导致代谢及光合作用异常。
对于不同类型的植物来说，在不同的环境条件下，不同类型的元素对基因的表达和调控可能产生不同的效果。
研究还发现，基因和营养之间的相互作用可以影响植物对病原体的抵抗力和抗逆性。
植物基因调控网络可促进植物对病原体的抵抗和防御反应，而营养素的摄取和吸收则是植物生长和发育的关键环节。
动物营养生物技术
粗饲料→细胞壁→纤维素、半纤维素和木 质素→通过瘤胃微生物被反刍动物消化利 用→通过酶制剂可提高其消化率。 饲料中添加酶制剂可提高奶牛产奶量，也 可提高家畜的日增重等。
四、发酵工程与动物营养
发酵工程是将微生物学、生物化学和化学工程 学基本原理有机地结合起来，是一门利用微生 物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工 程技术。
碳水化合物对基因表达的调控
对磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶基因表达的调控 对脂肪酸合成酶基因表达的调控。
矿物质对基因表达的调控
Zn Fe 其他微量元素
维生素对基因表达的调控
脂溶性维生素在转录水平进行调控。 水溶性维生素是动物体内许多代谢酶的辅酶， 参与广泛的营养代谢。 生物素缺乏导致血氨过多 Vc缺乏影响啊朴蛋白A-I基因表达。 视黄酸与细胞核的视黄酸受体结合可调节特异 基因的表达。
基因的表达调控
↗营养素摄入 ↘ DNA复制 改变染色体结构 ↘调节基因表达↗ ↓ 转录 ↓ 翻译 ↓ 基因产物 ↓ 调节、维持细胞分化、适应、生长、生产等
基因表达的多级调控
转录调控 转录后调控 翻译调控 翻译后调控 蛋白质调控
（二）营养水平对基因表达的影响
GH→控制生长→通过GHR和IGF-1发挥作用 →较长时间的饥饿→ GHR表达下降→ GH表 达下降→生长受阻。
生产氨基酸、酶制剂、益生素
五、利用生物技术处理饲料中有毒有害物质
橙色黄杆菌能在体外消除黄曲霉素。 利用单菌或多菌发酵工艺降低游离棉酚的含量。 利用白腐真菌可处理麦秸，提高其蛋白含量，且提高 消化率。 应用生物技术处理饲料，效率高、无残留、安全，营 养成分破坏少。
遗传学知识：基因遗传与营养
遗传学知识：基因遗传与营养随着科技的不断进步，人们对基因的认知和了解程度越来越深入。
基因遗传是指基因在生物体繁殖过程中遗传的现象，它是人类生命活动的基石之一。
而营养与基因的关系也一直是被重视的话题。
本文将探讨基因遗传与营养的关系，力图为读者带来新的启示。
1.基因遗传基因是细胞遗传信息的基本单位，是生物体普遍存在的一种化学物质。
它们是由四种碱基（腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和鳞状细胞嘧啶）构成的DNA链上的一段序列。
每个基因都编码了一个特定的蛋白质，这种蛋白质是构成生物体的基本物质之一。
基因的遗传是由父母两方的遗传物质共同决定的。
人类有两个复制的染色体，其中一个来自母亲，一个来自父亲。
每个染色体都是DNA 的一个线性分子，被分成若干小段，即基因。
父母两方通过性交的过程将自己的基因组合在一起，形成了下一代的基因组。
基因决定了人类的许多重要性状，例如眼睛的颜色、发型的形状、身高、智力等等。
基因的编码和表达可以受到外部环境的影响或调控，因此不同的生活方式和环境可能会影响基因的表达，进而对人身体健康产生影响。
2.营养与基因众所周知，营养对人体健康有着十分重要的作用。
合理的膳食可以提供身体所需的营养元素，从而促进健康。
事实上，营养不仅与健康相关，还与基因表达密切相关。
营养与基因之间的联系可以从多个方面来看。
例如，维生素D是维持骨骼健康必不可少的营养素，而它的受体表达水平是由基因控制的。
另外，多种膳食成分，如抗氧化剂、抗炎物质以及膳食纤维素等，也能够影响基因表达。
营养对基因的影响可以通过不同的途径实现。
一方面，营养物质可以直接影响DNA的结构和功能，从而影响基因的表达。
例如，一些维生素和矿物质可以影响DNA甲基化的过程，从而调节特定基因的表达。
另一方面，营养物质也可以间接地通过影响细胞内信号传导通路和激素水平，从而影响基因表达。
3.基因与营养相关的研究近年来，越来越多的研究证明了营养与基因之间的密切关系。
例如，一些研究表明，Omega-3脂肪酸对大脑发育和心血管系统健康都有积极的影响，这与特定基因的表达有关。
营养与基因的相互作用
营养与基因的相互作用我们常常听到营养对健康的重要性，但很少有人能够理解为什么不同的食物和营养素对不同的人有如此不同的影响。
这一系列影响涉及到我们每个人的基因，即我们的遗传物质。
不同的人拥有独特的基因组，这使得他们对于营养摄入的需要，及其影响，都不同。
在这篇文章中，我们将探讨营养与基因之间相互作用的复杂性。
有关基因基因是由 DNA 组成的指定区域，用于储存蛋白质合成所需的指令。
每个基因都有其特定的序列，该序列决定了特定的蛋白质。
基因负责不同的功能，如胚胎发育、新陈代谢和细胞增殖等。
每个人的基因组由大约 20000 个基因组成，这些基因决定了我们身体的所有特征和行为。
有关营养营养是指人体需要的营养物质，包括碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素、矿物质和水。
各种营养物质对于身体的正常生理功能、健康状况和疾病预防都起到重要作用。
营养对基因的影响我们对营养的摄入不仅能促进基因表达，而且还能影响基因突变的风险。
每个人的基因组都由特定的 SNP（单核苷酸多态性）组成，这些 SNP 可以改变基因的功能。
不同的营养素会影响 SNP 的表达，从而影响基因的功能。
例如，吃富含维生素 C 的食品可以降低感染和疾病的风险，但是对于一些人来说，吃富含维生素 C 的食品可能会引发泌尿系统结石。
这是因为这些人有一种 SNP，它能影响维生素 C 的代谢，从而影响钙的吸收和排泄。
因此，他们需要避免过量摄入维生素C。
一些特定的营养素对基因的表达具有特别的影响。
例如，Omega-3 脂肪酸有助于抑制炎症过程，改善心脏健康。
研究表明，吃足够的 Omega-3 脂肪酸可以降低心脏病和中风的风险，但是对于自身免疫性疾病和抗凝治疗的人来说，Omega-3 脂肪酸并不适合。
Omega-3 脂肪酸也与脑部发育和认知能力有关。
研究者发现，孕妇摄取 Omega-3 脂肪酸可以改善胎儿的神经系统发育。
婴幼儿的视力和智力也能因此而得到提升。
同样重要的是，具体的基因变异及其与营养素之间的相互作用，也可以影响人体对 Omega- 3脂肪酸的需求和效果。
生物技术在动物营养学上的应用
生物技术在动物营养学上的应用动物营养学是一门研究动物饲料及饲养管理方法对动物生长、发育、繁殖等方面的影响的科学。
生物技术则是一门应用生物学、微生物学、分子生物学等与其他学科的交叉学科。
在动物营养学中，生物技术被广泛应用于改良饲料、提高动物生长效率、改善产品质量等方面。
本文将介绍生物技术在动物营养学上的应用。
基因编辑技术基因编辑技术是近年来发展起来的一种生物技术，它基于CRISPR/Cas9系统，通过设计特定序列来对动物基因进行编辑。
通过应用基因编辑技术，研究人员能够处理动物基因以增强它们的生长速度、减少疾病发生率等。
同时，基因编辑技术还可用于生产经济效益更高的动物品种。
比如，在猪饲料生产中，基因编辑技术被用来调节猪的瘦肉率以提高肉质品质。
在奶牛生产中，则利用基因编辑技术来选择高产奶牛，以提高牛奶生产效率和质量。
基因编辑技术的应用虽然存在一些争议，但其获得的成果和潜在贡献不能被忽视。
生物反应器技术生物反应器技术是一种在约束条件下对微生物进行培养，从而获得特定产物的生产方法。
在动物营养学中，生物反应器技术被广泛应用于酵母菌、细菌等微生物发酵过程中产生酵素和营养成分。
比如，利用生物反应器技术，可以获得多种酶和多酚类黄酮等营养成分，以用于生产动物饲料。
这可以大大降低动物食品的生产成本，同时也可以提高动物的生长效率。
转基因技术转基因技术指的是向植物或动物的基码中引入外源性基因。
转基因技术在动物营养学中也被广泛应用于生产经济效益高的动物品种。
比如，将某种动物的基因组与其他动物的基因组相结合，可以生产出更加适应特定生产环境的动物品种。
这可以提高动物群体对慢性疾病的抵抗力，减少治疗相关成本。
除此之外，转基因技术也可用于改良饲料中的某些特定营养成分，提高动物群体的免疫力和健康状况。
转基因技术的应用存在一些争议，但是其贡献也不容忽视。
基因序列分析技术基因序列分析技术是研究人员借助高通量测序技术分析基因序列信息，从而确定其功能和分子结构的方法。
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一、分子营养学定义
近几十年，随着分子生物学理论与实验 技术在生命科学领域各个学科的渗透及应用， 产生了许多新兴学科。分子营养学就是营养 学与现代分子生物学原理和技术有机结合而 产生的一门新兴边缘学科。
分子营养学(molecular nutrition)主要是 研究营养素与基因之间的相互作用（包括营 养素与营养素之间、营养素与基因之间和基 因与基因之间的相互作用）及其对机体健康 影响的规律和机制，并据此提出促进健康和 防治营养相关疾病措施的一门学科。
作用机制，一方面可从基因水平深入理解营养素 发挥已知生理功能的机制，另一方面有助于发现 营养素新的功能。 鉴定与营养相关疾病有关的基因，并明确在疾病 发生、发展和疾病严重程度中的作用。
营养与动物基因
分子营养学实际应用价值
利用营养素修饰基因表达或基因结构，以促进有益健康 基因的表达，抑制有害健康基因的表达。
筛选和鉴定机体对营养素反应存在差异的基因多态性或 变异[gene polymorphism and genetic variation]。
基因多态性或变异对营养素消化、吸收、分布、代谢和 排泄的影响及其对生理功能的影响。
基因多态性对营养素需要量的影响。 基因多态性对营养相关疾病发生发展和疾病严重程度的
营养与动物基因
3. 分子营养学的发展简史
1908 年 Garrod AE 博士首先使用了“inborn error of metabolism”, 提出了基因－酶的概念(理论) 。 1948 年 Gibson 发现“recessive methemoglobinemia ” 是由于 依赖NADH 的高铁血红蛋白还原酶缺乏所致。 1952 年 Cori 证明葡萄糖-6-磷酸酶缺乏可导致“Von Gierke’s disease”。 1953 年 Jervis 的研究表明“phenylketonuria（PKU）” 的发 生是由于苯丙氨酸羧化酶缺乏所致。
营养与动物基因
1985 年 Simopoulos AP 博士在西雅图举行的 “海洋 食物与健康”的会议上,首次使用了分子营养学这个名 词。
由于分子生物学、分子遗传学、生理学、内分 泌学、遗传流行病学等的快速发展及这些新知识向 营养学研究领域的渗透,从1988 年开始分子营养学研 究进入了黄金时代。
营养与动物基因
二、分子营养学的研究对象
1.与营养相关的基因结构及其相关的DNA 和染色体结构。
2. 基因表达的过程及其产物（mRNA、蛋 白质）。
3. 膳食因素（营养素、植物化学物等其他 非营养素）和膳食构成。
4. 机体健康的作用。
营养与动物基因
三、分子营养学的主要研究内容
筛选和鉴定机体对营养素作出应答反应的基因。 明确受膳食调控基因的功能。 研ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ营养素对基因表达和基因组结构的影响及其
根据基因与营养素相互作用的原理，构建转 基因动物，开展基因治疗和以营养素为母体 开发治疗营养相关疾病的药物。
营养与动物基因
营养素调控基因表达的基本途径
营
养
细
素
胞
受体结合
功
能
基
调节酶
因
表
转录因子基因
达
营养与动物基因
营养素调控基因表达
蛋白质合成
作用元素：肽类激素、固醇 激素、维生素、矿物元素
RNA聚合酶
一方面研究营养素对基因表达的调控作用； 另一方面研究遗传因素对营养素消化、吸收、 分布、代谢和排泄的决定作用。
营养与动物基因
molecular nutrition
在此基础上,探讨二者相互作用对生物体表型特征 影响的规律 ,从而针对不同基因型及其变异、营养素对 基因表达的特异调节,制订出营养素需要量、供给量标 准，为促进健康 ,预防和控制营养缺乏病、营养相关疾 病和先天代谢性缺陷提供真实、可靠的科学依据。
影响。
营养与动物基因
营养素与基因相互作用导致营养相关疾病和 先天代谢性缺陷的过程及机制。
生命早期饮食经历对成年后营养相关疾病发 生的影响及机制。
根据上述研究结果，为促进健康和防治营养 相关疾病，制定膳食干预方案；个体化的营 养素需要量；特殊人群营养相关疾病敏感人 群）的特殊膳食指南及营养素供给量；营养 相关疾病病人的特殊食疗配方等。
葡萄糖、去甲基肾上腺 素、铁、硒对蛋白受体
DNA 转录前
转录
转录后
翻译
翻译后
蛋白质
营养与动物基因
阶段二：从19世纪中叶到20世纪30-40年代 此阶段的主要成就是认识到了蛋白质、脂肪和碳 水化合物三大有机物是人体必需养分。大部分研 究集中在这三大养分及能量利用率上，并开始积 累有关矿物元素的资料。为发现和研究各种营养 素的鼎盛时期.
营养与动物基因
阶段三：从20世纪40年代至今——营养学的 形成与发展阶段
专题八 营养与基因表达
营养与动物基因
营养与动物基因
1、营养学的发展史
战国时，《黄帝内经•素问》： “五谷为养、五果为助、五畜为益、五菜为充” 明朝李时珍的《本草纲目》 西方：文艺复兴、产业革命后为近代营养学奠定 了基础。
营养与动物基因
1.1 历史 —— 三阶段
阶段一：从18世纪中叶到19世纪中叶 此期的最大成就是法国化学家Antoine Lavoisier（1743-1794）创立了燃素学说，奠定 了营养学的理论基础。
从30年代开始，维生素、氨基酸、必需脂肪 酸、无机元素、能量代谢、蛋白质代谢的研 究取得巨大进展。 在30-40年代，分离并阐明了维生素的化学 结构以 后，微量养分的营养就初步形成了。
营养与动物基因
20世纪30年代，国外创立了营养学，营养 学是在美国的营养学会成立之后才被正式承认 的。它综合应用了化学、生物化学、微生物 学、生理学、医学等多门学科的基本原理。
营养与动物基因
40年代开始了对氨基酸的营养研究。 50年代，对微量元素、维生素、氨基酸这些 微量养分的营养功能和需要量进行了大量研究. 二十一世纪分子营养学为又一研究热点,主要 涉及营养与免疫,营养与基因表达等等.
营养与动物基因
2.分子营养学(molecular nutrition)
主要是研究营养素与基因之间的相互作用及其 对机体健康影响的规律和机制，并据此提出促进健 康和防治营养相关疾病措施的一门学科。