反刍动物蛋白质营养研究进展PPT

– 原虫：很少利用NH3-N，主要是吞食细菌或消 化可溶性蛋白质来满足需要。它们能吞食31% 的细菌(Coleman, 1967),大约一半的细菌被转 化为原虫N。
• 在奶牛、绵羊、山羊中，灭虫增加十二指肠 微生物N流量，降低NH3-N浓度、增加微生 物N的效率(Eugene et al.,2004)。通过增加 微生物合成与降低OM降解，灭虫则改善微 生物蛋白合成（增加40%-125%的微生物N, g /kg DOM, Jouang, 1996)。灭虫降低尿N 与增加粪N(Eugene, et al.,2004, Jouany, 1996)。
Nitrogen excretion in milk, feces and urine based in N intake in lactating dairy cattle –under controlled condition of energy as first limiting: 40kg milk/d, 24kg DMI rang in CP intake 14% to 18.7%(Recktenwald ,2007, Huhtanen et al 2008, Ruiz et al. 2002)
• 微生物对NH3与AA和肽源N利用
– 在高浓度AA与肽媒体中，NH3对微生物 贡献率仅26%，而当NH3为唯一N源时则 表现100%（Wallace et al, 1999)。平均 80%的微生物N来自NH3－N。
– 细菌：纤维水解细菌很少利用AA与肽， 而非结构性碳水化合物发酵细菌则可利
用来自67%的 AA与肽的N源（CNCPS， 2008）。
山羊2 豆粕型
7.83 5.00 1.65 6.00 1.55 4.20 6.21 6.21 6.88 5.27
资料来源：1. 王洪荣，1998；2. 甄玉国等， 2001
2.3 饲料非降解蛋白质氨基酸组成特性
• 测定饲料蛋白质在瘤胃降解率的方法:
体内法(In vivo) 体外法(In vitro) 尼龙袋法(In situ)，其中以尼龙袋法应用最普遍。
– 尿素去向
• 进入瘤胃：进入瘤胃被微生物再利用，进入瘤胃的 速度（GER）变化较大（种类与种间），GER：摄 入N量比为0.19到0.80。GER：UER（尿素进入速 度）比则在0.29－0.92间，奶牛则0.58－0.75间， 而0.92是仅饲喂70%MP需要量得到。
• 进入后段消化道(量少)：不同饲料产生量不一 样。牛饲喂高精料日粮时，进入瘤胃占65% －75%。而饲喂蒸汽玉米比压碎玉米进入 PDV的尿素量增加34%，但进入瘤胃的量两 种日粮仍然保持75%。进入肠道N则用于后段 微生物发酵底物与粪N损失。数量上略占进入 瘤胃（GIT）尿素N的1%-12%(奶牛）
----研究方法上改变了过去单纯以粗蛋白质或可消化蛋白质为研究对象的“黑箱” 研究方法，将研究重点转移到进入小肠的不同来源氨基酸数量、组成模式和相应的 评定方法上来。
----20世纪90年代，蛋白质新体系的研究又逐渐向数量化和模型化发展研究的重点 转向小肠吸收氨基酸之间的配比及其平衡关系的研究。美国康奈尔大学的学者们提 出净碳水化合物和蛋白质体系(简称CNCPS)( Russell等，1992； Fox等，1992)。 ---反刍动物的肽营养研究成为蛋白质营养研究的另一个重要方面。
– 高水平RUP能提高乳产量与蛋白含量。 （Mikolayunas- Sandrock et al ,2009)
内分泌调控乳蛋白合成
• 胰岛素：调控乳蛋白基因表达，刺激乳腺 上皮细胞中乳蛋白合成(Menxies,2009).
• 胰高血糖素：促进血中氨基酸的葡萄糖异 生作用，增加肝中葡萄糖合成，降低乳中 蛋白质产量与含量，但提高乳中κ酪蛋白和 as2-酪蛋白比例。
— 法 国 和 北 欧 国 家 曾 在 奶 牛 中 进 行 了 较 多 研 究 (Tamminga 和 Van Hellemond，1977; INRA，1989 )。其主要目标是试图用日粮或饲料原 料的化学组成来预测小肠氨基酸的供应量和组成，在其建立的模型中包 含有可消化碳水化合物(DCHO)和蛋白质降解率(PED)这两个重要参数。
– 牧草具有较高的NPN，而精料如大豆粕中25%可溶 性蛋白仅5%降低为NPN。这样降低日粮的RDP量， 但增加了MP供应量，则可潜在地降低了日粮的CP 水平。但，低瘤胃N浓度，下降DMI量。瘤胃氨浓 度从10.0下降至1.2mg/dl，DMI则从21.2下降至 17.6kg/d(Ruiz et al 2002)。
2.5.反刍动物对寡肽的吸收和利用的研究进展
----瘘管术、食糜流通量测定和同位素技术的发展和应用，为深入研究反刍动物蛋 白质营养提供了重要手段。 ----Burroughs等(1971)首次提出代谢蛋白质(MP)的概念，由此促进了反刍动物蛋 白质营养向氨基酸营养深入，消除了过去认为蛋白质饲料质量如何似乎对反刍动物 营养不重要的错误观点。
----经过各国动物营养科学家的共同努力， 在20世纪70至80年代已建立各国的蛋 白质新体系。迄今为止，已有9个国家和地区相继建立起本国的反刍动物蛋白质营 养新体系。
rskov和McDonald(1979)提出蛋白质瘤胃降解动态模型为P=a+b(1e-ct)，它已成为目前世界各国普遍采用的方法。 但目前尚未制定统一的国际通用标准，采用不同方法测定得出的结果 差别较大。
2.4.小肠氨基酸供应量的预测
• 世界各国学者围绕建立小肠氨基酸供应模型和参数测定方面进行了大量 研究:
2.2 对瘤胃微生物氨基酸组成是否恒定的不同学术观点 与争论
在过去30多年来多数研究者认为瘤胃微生物的氨基酸组成恒定(Weller， 1957； Storm和rskov，1983； Oldham和 Tamminga， 1980)。进入90年代初，动物营养 学界对这一观点提出质疑，以美国伊利诺斯大学Clark教授为代表的学者在1992年提 出瘤胃微生物的氨基酸组成比例是可变的观点，法国Rulquin和Verite(1990)用大量实 验资料支持了Clark提出的观点。王洪荣(1998)用 饲喂豆饼、亚麻饼和血粉三种不同 氮源日粮的绵羊瘤胃分离微生物发现对瘤胃微生物中某些氨基酸比例有一定影响，饲 喂血粉日粮绵羊瘤胃分离微生物中His、Leu、Val比例较豆饼和亚麻饼日粮有所提高。 可见，在实际研究中应注意不同日粮对瘤胃微生物氨基酸组成的影响。
反刍动物饲料中N成分分类
CNCPS的蛋白划分
• 代谢蛋白供应
– 代谢能影响：能量供应低或负平衡则降低蛋白N 利用。主要用于AA氧化供能。
– 代谢蛋白供应;MP：NP为0.67(Tyluzable et al., 2008; NRC，2001)。也有建议平均量为最适MP： NP比是0.62到0.64。
(Gozho et al,2008, Lapier and Lobley,
2001, Valkeners ,etal., 2007)
– 进入肝脏：吸收NH3在肝脏内转化为尿素，小 于5%则通过转氨基作用生成AA。
• 尿氮排泄与蛋白质水平呈正相关 Broderick（2009)：日粮蛋白质增加，
则干物质与纤维降解率增加。血浆尿素、 白蛋白与总蛋白增加。另外RDP与UDP比 例不同则氮利用率不同。尿素替代大豆则 增加尿氮排放、乳中尿素氮、血液尿素氮 与瘤胃尿素氮含量。
—O'Connor等(1993)在CNCPS体系中提出预测小肠氨基酸供应量的模型， 把饲料蛋白质剖分为不同部分(A、B1、B2、B3和C)作为模型参数，并把 小肠氨基酸剖分为微生物蛋白质来源氨基酸与非降解饲料蛋白质来源的 氨基酸两部分。这样的模型较符合反刍动物蛋白质营养生理特点，是当 今一种较为客观的动态预测模型。
存在问题
• 提高日粮中N的利用率，降低粪N排出； • 瘤胃内N代谢及微生物利用作用机理深入研
究； • 影响乳蛋白合成因素及机理的深入研究。 • 其它（调控机制）。
反刍动物氨基酸营养研究进展
内容提要
2.反刍动物的氨基酸研究进展
2.1 瘤胃微生物蛋白质合成 2.2 对瘤胃微生物氨基酸组成是否恒定的不同学术观点与争论 2.3 饲料非降解蛋白质氨基酸组成特性 2.4 小肠氨基酸供应量的预测 2.5 反刍动物对寡肽的吸收和利用的研究进展 2.6 参与瘤胃内肽代谢瘤胃微生物 2.7 组织中氨基酸代谢与周转 2.8 反刍动物的限制性氨基酸研究进展 2.9 反刍动物氨基酸平衡理论及理想氨基酸模式
反刍动物蛋白质营养研究进展
• 瘤胃内的氮代谢 • 过瘤胃的蛋白来源 • 内分泌对乳蛋白合成调控
氮代谢与尿素循环
• 氮代谢
– 日粮摄入量增加：N分解增加、NH3量增加、 NH3吸收量增加、导致肝脏尿素生成量增加。
– 尿素生产量与N的吸收量、PDV组织与肝脏代 谢相关，奶牛在低N摄入与接近0的N平衡时， N摄入与肝脏尿素产量（UER）相关关系为 0.78，而高N摄入量则为0.45
• 其它激素:
小结
• 人类对蛋白质营养研究至今已有100多年的历史。动物蛋白质营养代谢的研究一直 是世界范围内引人关注又十分活跃的科学研究领域。
• 迄今为止，对反刍动物瘤胃内蛋白质消化和代谢的途径已基本摸清，但对一些氨基 酸具体代谢途径和特点仍在继续研究中。
• 20世纪中后叶是反刍动物瘤胃内蛋白质和氨基酸营养研究快速发展的时期。
3. 反刍动物氨基酸营养研究的展望
2.反刍动物氨基酸营养研究进展
2.1 瘤胃微生物蛋白质合成
微生物蛋白质是进入反刍动物小肠吸收氨基酸的重要来源。目前，国际上对微生 物蛋白的测定方法尚无统一标准，现有5~6种估瘤胃微生物蛋白产量的方法，如无氮 日粮法， 2,6-二氨基庚二酸（DAPA）法，RNA法，氨基酸组分法，同位素(35S，15N， 32P)法和尿中嘌呤衍生物法(PD)等。其中以RNA法和DAPA法应用最广泛。但这两种 方法都需要采用差速离心法分离瘤胃微生物样品。差速离心速度尚未统一, 多数研究 者将瘤胃原虫随饲料残渣一起弃掉。瘤胃微生物蛋白一般被认为是细菌蛋白质。如果 研究原虫对微生物蛋白质的贡献，有必要对现行的微生物蛋白分离和测定方法加以改 进和规范。
表1 绒山羊和绵羊瘤胃微生物蛋白中氨基酸的组成（g/100gAA） Table 1 Compositions of amino acids in ruminal microbial protein
of cashmere goats and sheep(g/100gAA)
种类 日粮类型 Lys Met Cys Thr His Arg Leu Ile Val Phe
饲料蛋白质与代谢蛋白供应
• 饲料蛋白源
– 蛋白质，肽与游离AA。它们迅速在瘤胃内降解，但 也能随着液体从瘤胃进入小肠并供应奶牛AA。这部 分略占奶牛十二指肠部TAA流量的5%－15% （Hristov et al, 2001; Volden et al.,2002; CHoi et al., 2002a,b; Reynal et al., 2007)。ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
绵羊1 豆粕型
8.51 1.18 0.35 5.01 2.50 5.06 9.10 5.90 6.02 5.47
绵羊1 亚麻粕型 8.78 1.11 0.37 5.03 2.45 5.00 9.08 5.87 6.13 5.49
绵羊1 血粉型 8.57 1.18 0.36 5.11 2.59 5.09 9.44 5.21 6.57 5.50
• 目前，国际上对反刍动物氨基酸小肠消化率的测定的常用方法有： —体内法(瘘管法) —半体内法(可动小尼龙袋法，简称MBT法) —体外酶解率(“三步法”，Calsamiglia等， 1995; 李建国，1997)
• 王洪荣(1998)运用体内法测定在绵羊小肠必需氨基酸表观消化率：Met 80.76%、Thr 64.04%、Ile 73.77%、Leu 81.48%、Val 76.40%、Phe 78.79%、Arg 71.13%和His 73.95%。