抗生素替代

相互作用机制
J. Nutr., J. J. Wang, Defa Li, 2006
Experimental design
试验设计
Lactobacillus fermentum I5007 cells Adhered or not Intestinal cells 37º C 1h Rabbit jejunum 兔子空肠 Culture medium, 37º C 37º C温箱 4h
枯草芽孢杆菌
黄芪多糖，芦荟多糖等
Immunity
Antibacterial substance Organic acid
抑菌物质
有机酸
Health
免疫力
动物健康
农业部饲料工业中心M A F I C
Bacillus subtilis 枯草芽孢杆菌
Bacteriophage
产生抗菌素 挥发性脂肪酸：乙酸、丙酸、丁酸
外源芽孢杆菌可抑制有害菌，对乳酸菌无影响
10.00
Log CFU/mL
8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 0 24 48 72 96 120 Lactobacillus E.coli Salmonella
Time (h)
A, E. coli K88 B, E. coli K99 C, S. typhimurium D, Staph. Aureus
Glycoside hydrolase 糖苷水解酶（粘蛋白的分解酶） Lactate dehydrogenase 乳酸脱氢酶 Dihydrolipomide dehydrogenase 二氢硫辛酸脱氢酶 （丙酮酸脱氢酶系） Fructose-6-phosphate Phosphoketolase (F6PPK) 6-磷酸果糖磷酸酮酶
粘附位点
作用机制
蛋白差异 无抗发酵饲料
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Experimental model of gnotobiotic animals 悉生动物实验模型
Targeting distribution
目的细菌在肠道中的定位分布情况，其与肠道菌系之 间的关系
Specific passway and function
残留
Resistance
耐药性
Harmful to animal and human health
影响动物和人类的健康
Reduce the use of antibiotics
EU 欧盟
减少抗生素的使用
China 中国
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Alternatives of antibiotics 抗生素替代 Probiotics 益生素 Enzyme preparations 酶制剂
3000 2500 2000 1500 1000 500 0
3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 ADG ADFI F/G
P > 0.05
TRT Aureomycin
ADG
ADFI
F/G
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RFID system
RFID 追溯系统
基因芯片
采食相关激素
Gastrointestinal hormones
采食量
Growth performance
胃肠激素
ZnO
Intestinal IGF-1 system
小肠IGF-1系统
Mast cell mediators
Intestine function
肠道功能
Diarrhea
生 产 性 能
肥大细胞介质
日粮中添加3000 mg/kg氧化锌对断奶仔猪胃底腺Ghrelin 基因表达的影响
2.5 2
P = 0.008
1.5
1
0.5
0 ZnSO4 ZnO
Increase the expression of the Ghrelin gene
显著提高断奶仔猪胃底腺Ghrelin基因的表达, 提高采食量
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多菌种组合，自身创造厌氧环境
NSP enzyme Oligosaccharide
非淀粉多糖酶
Activator
寡糖
激活剂
Activate Yeast
刺激
好氧 Bacillus spp. 兼性 Lactobacillus reproduction in anaerobic condition 酵母菌 兼性 芽胞杆菌 乳酸杆菌厌氧发酵
Improve the intestinal function
药理剂量氧化锌促进仔猪肠道健康
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J. Nutr., X. L. Li, Defa Li, 2006
The small intestinal morphology of weaned pigs receiving a diet with or without supplementation of 3000 mg/kg Zn
日粮中添加3000 mg/kg氧化锌ZnO对仔猪小肠形态 的影响
Items Villus height, µ m Crypt depth, µ m ZnSO4 341 194 ZnO group 387 179 SEM 14 8 P 0.036 0.248
Herbal extracts 天然提取物 Antimicrobial peptides 抗菌肽
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Probiotics
益生素
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Lactobacillus 乳酸杆菌
Mechanism
Application
机理研究
应用研究
绿色荧光蛋白 悉生动物 信号传导 蛋白组学 复合发酵培养 模型 (GFP)标记
乳酸杆菌和肠道细胞相互作用的蛋白质组学研究 Intestinal epithelial cells Lactobacillus 肠道上皮细胞 乳酸杆菌 蛋白
等点聚焦
样品制备
蛋白质组学
SDS-PAGE
双向电泳 图像分析
胶内酶切
差异蛋白
质谱分析
数据库比对鉴定蛋白 生物功能
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发酵呼吸膜
Single way valve
单向阀门
CO2 venting, preventing air to enter
排出袋内微生物产生的CO2，阻止大气进入
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Inhibitory activity of Bacillus spp. 139 against pathogenic bacteria, but not Lactobacillus
Tolerance of the intestinal environment
耐受肠道内环境
105 100 95 90 85 80 75 pH4 pH3 pH2 0.5%胆盐
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ZnO
氧化锌
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Hypothesis 假设
Hormone on eating Feed intake
大肠杆菌K88 大肠杆菌K99 鼠伤寒沙门氏菌 金黄色葡萄球菌
Int. J. Gener. Mol. Microbiol., X. H. Guo, Defa Li, 2006
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Multi-strains combination, creating anaerobic condition automatically
Decrease the content of gossypol
降低游离棉酚的含量
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Gossypol（mg/kg）
Effects of antibiotics-free fermented feed on growth performance in pigs 3500 无抗发酵饲料对猪生产性能的影响
Electrophoresis, F. Yang, Defa Li, 2006
Synbiotics 合生素
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Functional mechanism of synbiotics 合生素的作用机理 Synbiotics 合生素
Bacillus subtilis Astragalus, aloe polysaccharide, etc.
猪营养 分析化学 微生物学
免疫学
分子生物学 细胞生物学
团队研究
营养需要 与代谢
营养与免疫
分子营养 与肉品质
基因工程菌 植物提取物
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Current situation and future development
现状与展望 Antibiotics 抗生素
Residue
Voltage-dependent anion channel 1
调控膜通透性 改善肠道完整性 减少氧化应激 及其健康
电压依从性阴离子通道1
Glutathione transferase
谷胱甘肽转移酶
Heat shock protein gp96
改善机体免疫
热应激蛋白gp96
农业部饲料工业中心M A F I C
农业部饲料工业中心M A F I C
Inoculating, packing, then fermentation
先接种、包装，后发酵
轻工业副产物：玉米浆、果渣 接菌 激活剂
发酵
原料
农业部饲料工业中心M A F I C
Effect of fermentation time on energy and gossypol 能量与游离棉酚随发酵时间的变化
Enteric nervous system
腹泻
肠神经系统
农业部饲料工业中心M A F I C
Effects of dietary supplement of 3000 mg/kg ZnO on the expression of fundic gland Ghrelin gene in piglets
农业部饲料工业中心M A F I C
降解肠粘膜表达的粘蛋白 有利于乳酸杆菌粘附定植
糖酵解
减少氧自 由基产生 三羧酸循环
磷酸戊糖途径
NADPH 生成增加
有 利 于 乳 酸 杆 菌 存 活
Electrophoresis, F. Yang, Defa Li, 2006
Intestinal cells after Lactobacillus adhesion 肠细胞被乳酸杆菌粘附条件下表达差异的蛋白
具体作用途径与功能的研究 悉生动物（已知菌动物） 空白组 益生菌
致病菌
益生菌 + 致病菌
农业部饲料工业中心M A F I C
Development of antibioticsfree fermented feed
无抗发酵饲料的开发
农业部饲料工业中心M A F I C
Fermentative respiratory membrane
Two-dimensional gel electrophoresis 双向电泳 Mass spectrometry 质谱
Differential proteins 差异蛋白
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Lactobacillus in rabbit jejunum culture 兔子空肠培养条件下乳酸杆菌表达差异的蛋白
12.2 12 140 120
Energy（kcal/g）
11.8 11.6 11.4 11.2 11
Energy
100
Gossypol
80 60 40
10.8 10.6 10.4 0 20 40 60 80 100 120 140 160 20 0
能量与游离棉酚随发酵时间的变化
Fermentation time (h)
Gene chip ：The on line examination technique of antibiotics 基因芯片：快速检测分割肉中的抗生素含量（20-100 ppb）
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Proteomics
蛋白质组学
农业部饲料工业中心M A F I C
Proteomics analysis of interaction between Lactobacillus and intestine
Alternatives of antibiotics for pigs
猪用抗生素的替代
Defa Li 李德发
Ministry of Agriculture Feed Industry Centre 农业部饲料工业中心 2006年11月30日于北京
农业部饲料工业中心M A F I C
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