补饲淀粉对反刍动物饲料组合效应的影响及其机理研究

论文摘要

本研究通过体内外系列试验,探讨了在反刍动物日粮中补饲淀粉对组合效应的影响及其可能机理。首先通过体外产气法比较了淀粉类型及比例与粗饲料和蛋白饲料之间的组合效应（试验一）。在此基础上,选择正效应最明显的饲料组合设计生产日粮,通过饲养试验和消化试验,研究了消化层次上的组合效应,并结合瘤胃发酵、纤维素酶活和微生物指标分析其发生机制（试验二）。然后通过分析测定血液生化指标、生长相关激素和肝脏中糖异生关键酶的基因表达,探讨组织代谢层次的组合效应（试验三）。试验一选用3种代表性的淀粉类型（玉米淀粉、小麦淀粉和马铃薯淀粉）、3种粗饲料（稻草、羊草和花生藤）、3种蛋白饲料（豆粕、棉籽粕和菜籽粕）,设定蛋白饲料比例为30%,淀粉与粗饲料之间的比例为0：70、10：60、20：50或30：40,利用体外产气法研究不同淀粉来源、粗饲料和蛋白饲料种类之间的组合效应,以及淀粉与粗饲料比例对组合效应的影响：以24h小时产气量为主要衡量指标。结果显示,淀粉来源、粗饲料和蛋白饲料种类都会影响组合效应,劣质粗饲料与慢速降解蛋白饲料之间产生最高的正组合效应值,淀粉比例的增加有降低正组合效应的趋势,其中玉米淀粉的负效应最小。当玉米淀粉与稻草按不同比例组合,配以30%菜籽粕时,会产生最大的正组合效应。试验二选用玉米淀粉、稻草和菜籽粕,参照体外产气试验中的相应配比进行动物饲养试验。以36头生长期公湖羊为试验动物,按随机区组试验设计分为4组。各组动物均以稻草为粗饲料,自由采食,头日补饲160g菜籽粕,玉米淀粉的补饲量分别为0g/天、60g/天、120g/天或180g/天。试验包括15天预饲期和45天正试期,测定动物的生长性能、胴体屠宰指标、采食量和营养物质消化率,评价各饲料组合之间的组合效应；同时结合瘤胃发酵指标、纤维分解酶酶活和瘤胃微生物菌群及数量变化,在消化层次上探讨产生组合效应的机理。结果显示,淀粉补饲显著提高湖羊日增重（P<0.05）,但日增重变化随淀粉补饲量呈非线性增加,当淀粉添加量为120g/天时,日增重最高,进一步增加淀粉补饲不会提高日增重。屠宰试验结果,胴体重、屠宰率、眼肌面积等指标都随淀粉添加而升高。淀粉补饲对稻草采食量没有显著影响（P>0.05）,但显著提高总采食量。日粮NDF和CP表观消化率随淀粉量的增加呈下降趋势,补饲量为180g/天时达到显著水平（P<0.05）。对瘤胃发酵指标的分析显示,pH、氨态氮和微生物蛋白都没有因为淀粉比例的增加而表现出显著变化,VFA总量随淀粉量增加呈升高趋势,而瘤胃液中主要纤维素利用菌的数量及羧甲基纤维素酶酶活则随淀粉的增多而显著下降（P<0.05）。以上结果表明,日粮中淀粉比例的升高在消化层次上不利于粗饲料利用,即产生负组合效应或降低其他饲料组分间的正效应,瘤胃中主要纤维素酶和纤维利用菌数量的变化可能是产生这种效应的重要机理。动物生长速度的变化与消化道组合效应的变化并不一致,说明有必要从机体的代谢层次进一步对组合效应进行研究。试验三在饲养试验的基础上,进一步分析玉米淀粉与稻草型基础日粮的组合对血液代谢指标、生长相关激素、肝脏中IGF-1和糖异生关键酶PEPCK基因表达的影响,初步探讨组合效应在组织代谢层次的机理。研究发现,补饲淀粉显著提高血糖水平（P<0.05）,对总蛋白和白蛋白的浓度没有显著影响（P>0.05）,但显著降低血中尿素氮浓度（P＜0.05）。淀粉的补饲对IGF-1和T4浓度没有显著影响,但显著提高T3和胰岛素浓度（P<0.05）。对肝脏中IFG-1和PEPCK基因表达的分析表明,IGF-1和胞液中PEPCK的：mRNA表达量在淀粉补饲量从Og/天升高到120g/天时随淀粉增加而升高,当淀粉量继续增加,两者的表达量都下降。这些结果表明,能量对代谢层次组合效应的影响可能主要体现在能量对肝脏中糖异生作用的调控和能量促进机体蛋白利用这两个方面。在糖代谢方面,生糖底物浓度的升高对糖异生关键酶PEPCK的基因表达起促进作用,胰岛素则起抑制作用,二者共同维持体内代谢葡萄糖的相对稳定。在蛋白利用方面,动物的生长性能、屠宰指标和血液尿素氮等指标都说明蛋白质的体内沉积随能量水平升高而增加,但具体的机制还有待进一步研究。综上所述,适量的淀粉补饲对低质粗饲料利用的影响较小,但补饲量较高时会明显降低纤维物质的消化率。纤维素利用菌及其分泌的纤维素酶的变化是淀粉影响消化层次组合效应的主要机理。在组织代谢层次,淀粉会表现出正组合效应,这种效应主要表现在对肝脏糖代谢的影响和对机体蛋白质利用两个方面。

论文目录

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• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 第一节 组合效应概述
• 1 组合效应的概念
• 2 饲料间组合效应的衡量指标和评定方法
• 第二节 饲料间组合效应的一般规律
• 1 粗饲料之间的组合效应
• 2 粗饲料与易发酵碳水化合物之间的组合效应
• 3 能量饲料与蛋白饲料之间的组合效应
• 第三节 现代分子生物学技术在组合效应研究中的应用
• 1 基于rRNA的分子生物学技术的理论依据
• 2 基于16S rRNA的序列分析在瘤胃微生态研究中的应用
• 3 定量PCR技术在瘤胃微生物定量检测中的应用
• 4 DGGE技术在瘤胃微生态研究中的应用
• 第四节 本研究的目的意义与主要研究内容
• 第二章 不同饲料种类及比例对组合效应的影响
• 第一节 不同来源淀粉及其比例对组合效应的影响
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 第二节 不同种类粗饲料及淀粉比例对组合效应的影响
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 第三节 不同种类蛋白饲料及淀粉比例对组合效应的影响
• 1 材料与方法
• 2 结果与分析
• 小结
• 第三章 稻草基础日粮中补饲淀粉对湖羊生长和消化的影响
• 第一节 补饲淀粉对动物生长、采食量和营养物质消化率的影响
• 1 材料与方法
• 2 结果与讨论
• 第二节 淀粉补饲对湖羊瘤胃微生物生态的影响
• 1 材料与方法
• 2 结果与讨论
• 小结
• 第四章 稻草基础日粮中补饲淀粉对湖羊血液指标和肝脏相关基因表达的影响
• 第一节 淀粉补饲对湖羊血液生化指标和生长相关激素的影响
• 1 材料与方法
• 2 结果与讨论
• 第二节 淀粉补饲对湖羊肝脏IGF-1和PEPCK基因表达的影响
• 1 材料与方法
• 2 结果与讨论
• 小结
• 第五章 综合讨论
• 1 体外产气法评估的饲料间组合效应
• 1.1 不同淀粉来源及淀粉比例对组合效应的影响
• 1.2 不同粗饲料及淀粉比例对组合效应的影响
• 1.3 不同蛋白饲料及淀粉比例对组合效应的影响
• 1.4 淀粉、粗饲料与蛋白饲料之间组合效应的一般规律
• 2 淀粉对消化层次组合效应的影响及其机理
• 2.1 淀粉对消化层次组合效应的影响
• 2.2 淀粉影响消化层次组合效应的机理
• 3 淀粉对代谢层次组合效应的影响及其机理
• 3.1 淀粉对代谢层次组合效应的影响
• 3.2 淀粉影响代谢层次组合效应的机理
• 结论、创新点及后续研究展望
• 提示
• 创新点
• 后续研究展望
• 参考文献
• 博士期间发表论文
• 致谢