【笔记】南京农大钟翔教授:天然植物多酚在无抗日粮中的应用研究

Connor 欧易app下载 2023-03-17 166 0

2022年12月3-4日,由南京农业大学动物科技学院,前沿交叉学院,北京市饲料工业协会、中关村中兽医药产业技术创新战略联盟主办的“天然植物饲料与动物健康养殖高端论坛”在南京农业大学隆重主办厚朴基金

南京农业大学动物科技学院钟翔教授受邀分享了“天然植物多酚在无抗日粮中的应用研究”的主题报告厚朴基金。钟教授在报告中重点介绍了植物多酚的定义分类、生物活性、应用及调控基因表达的机制。以下是畜牧人吉米整理的听课笔记。

1、动物健康面临的挑战

在双疫情时代,我国动物健康面临着巨大的挑战,特别在规模化集约化养殖模式下,动物长期处于亚健康状态,动物的发病率和死亡率非常高厚朴基金。遗传、营养、疾病、环境、生产管理等多种因素均可造成现代养殖动物的免疫功能低下的亚健康状态。其中,遗传和营养的影响最大。现代育种技术过度追求生长效率,忽视了对动物优秀抗病基因的选择。营养不平衡,当前日粮配方中普遍缺失植物生物活性物质。

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为了保障动物健康,抗生素大量应用于饲料中厚朴基金。然而,由于耐药性、药物残留、环境污染和潜在的公共卫生安全隐患,抗生素的禁用成为必然。农业农村部194号公告,明确自2020年7月1日起,我国将全面实施饲料端禁抗。

浙江大学汪以真教授团队对近几年国内现在的替抗产品荟萃分析后,根据使用效果将替抗产品分为三级厚朴基金。一级产品为植物提取物和抗菌肽,二级产品包括噬菌体、酶制剂、中草药、益生菌、寡糖、溶菌酶和微量元素,三级产品为核苷酸和有机酸。与其他功能相对单一的替抗产品相比,植物多酚具有多种生物学功能,如抑菌、助消化、消炎、抗氧化、促免疫、抗病毒及改善肉品质等。

2、植物多酚的定义及分类与应用

植物多酚是植物中磷酸戊糖、莽草酸盐和苯丙酸途径的酚类次生代谢产物,广泛存在于植物的根、叶、皮、果中,几乎存在于所有植物体中厚朴基金。植物多酚是自然界中仅次于纤维素、半纤维素、木质素的第四大天然产物,现在被认为是第七大类营养物质。植物多酚是植物抵御和响应环境压迫时的反应物,在病原体入侵方面发挥重要作用,赋予了植物颜色、风味、芳香。

目前,已知的植物多酚高达8000多种厚朴基金。根据结构,可分为单体多酚和聚合多酚。根据来源,也可分为黄酮类、酚酸类、芪类、木酚素类及其他多酚。

在远古时代,植物多酚就应用于鞣革、医疗、染色等行业中厚朴基金。在现代,植物多酚已应用于医药、食品、营养、日用化品等。

DAIA BRIDGE统计2021年植物多酚市场价值为140亿人民币,2029年预计达1156亿人民币厚朴基金。钟教授指出,如果将植物多酚大量应用于饲料工业和养殖业,将会提供约1.0万亿以上的市场规模。目前植物多酚的市场主要是亚太地区的印度、中国、日本、澳大利亚和北美的美国、加拿大、墨西哥等国家。

钟教授指出,目前应用于饲料原料目录中的117种天然植物中,约70%的植物含有植物多酚厚朴基金。如姜黄(姜黄素)、迷迭香(迷迭香酚)、绿茶(茶多酚)、杜仲叶(黄酮、绿原酸)、厚朴花(厚朴酚)、丁香(丁香酚)、诃子(诃子酸、鞣花酸)、金荞麦(芦丁)等。

2022年11月,农业农村部614号公告将奇亚籽(富含绿原酸和咖啡酸)和万寿菊提取物(有效成分为槲皮万寿菊素)分别纳入饲料原料目录和饲料添加剂品种目录中厚朴基金。因此,目前总共有118种天然植物饲料原料和10种富含植物多酚的天然植物提取物饲料添加剂。10种天然植物提取物饲料添加剂分别为姜黄素、绿原酸、没食子酸丙酯、藤茶黄酮、大豆黄酮、甘草抗氧化物、迷迭香提取物、杜仲叶提取物及茶多酚,均为植物多酚。钟教授指出,与已知的8000多种植物多酚相比,目前仅10种应用于饲料添加剂,说明植物多酚在饲料业利用空间非常大。

3、植物多酚的生物活性

植物多酚的生物活性与其特殊的化学结构相关,功能结构包括苯环、酚羟基、邻苯二酚、酸羧基和二酮基厚朴基金。苯环可使细菌、病毒中的蛋白质发生变性,直接灭杀。酚羟基、邻苯二酚、酸羧基均易传递电子,发挥抗氧化功能。

3.1 抗氧化性

植物多酚对DPPH、羟基自由基、超氧阴离子自由基均具有很强的清除活性厚朴基金

3.2 抑菌活性

植物多酚是植物抵抗虫害、病害而产生的次生代谢产物,具有广谱的抑菌活性厚朴基金

3.3 抗病毒作用

植物多酚对侵染机体呼吸道、消化道、免疫系统、肝脏及皮肤粘膜等的病毒均具有明显的抑制功效厚朴基金。作用途径包括抑制病毒的吸附和入胞,抑制病毒复制,调控宿主相关抗病毒蛋白和信号通路的表达等。

3.4 基因表达调控作用

植物多酚是重要的表观遗传调控因子,在microRNA、IncRNA、RNA甲基化、DNA甲基化、组蛋白修饰及染色质重塑等基因表达水平中均具有调控作用厚朴基金。钟教授课题组率先揭示了姜黄素和白藜芦醇对m6A RNA甲基化修饰的影响。

4、植物多酚在无抗日粮中的应用

钟教授团队目前围绕植物多酚的研究,在国际期刊发表了57篇SCI论文,包括姜黄素(19篇)、白藜芦醇(19篇)、紫檀芪(10篇)、茴香脑(6篇)、虎杖苷(2篇)和白皮杉醇(1篇),获得8项国家自然科学基金的资助,完成20多项校企合作项目厚朴基金。姜黄素和白藜芦醇是应用最广泛的植物多酚。钟教授重点以姜黄素和白藜芦醇为例子,分析姜黄素和白藜芦醇在断奶仔猪生产中的应用研究进展。

在断奶仔猪无抗日粮中添加姜黄素、白藜芦醇,可改善仔猪生长性能、肠道屏障(提高紧密连接蛋白表达)、免疫及抗氧化功能厚朴基金。添加200mg/kg姜黄素可使断奶仔猪ADG达到44g/d,而添加7-70g/kg植物精油(11篇研究数据)或13-63g/kg酸化剂(17篇研究数据)则使断奶仔猪平均ADG分别为26g/d、31g/d。姜黄素、白藜芦醇可替代抗生素,且组合使用会出现协同效果。

添加姜黄素、白藜芦醇可提高断奶仔猪肠道绒毛高度、降低隐窝深度,改善肠道屏障的完整性;可增强断奶仔猪肠道抗氧化功能,提高断奶仔猪肠道免疫球蛋白水平,降低炎症细胞因子水平厚朴基金

5、植物多酚调控基因表达的机制

研究发现,植物多酚可从DNA、RNA、蛋白质组学、代谢物组学等4个维度来影响机体的胃肠道健康厚朴基金

目前已发现RNA上存在170多种修饰,如m6A厚朴基金。m6A修饰于1975年被发现,每条mRNA上具有大约3-5个m6A。m6A修饰广泛存在于动物、植物、原核生物和病毒体内,可参与发育、细胞增殖、组织修复、免疫及代谢均生理功能。M6A是一种动态可逆的化学修饰,它受到甲基化酶mettl3,mettl14和去甲基化酶FTO,ALKBH5的动态调控,m6A的功能依赖于它的阅读蛋白,这些阅读蛋白识别和结合m6A之后,调控RNA的降解、稳定性和翻译。早些时候,人们认为m6A只在细胞质里面发挥作用,近年的研究发现m6A在细胞核中同样参与基因的表达调控,比如在细胞核中的promoter associated RNA、enhancer RNA、repeat RNA上面都有m6A的修饰,这些修饰影响组蛋白,进而影响染色体的开放状态,从而影响基因的表达。

m6A修饰可调控机体肠道细胞增殖分化,影响肠道成熟发育,在维持肠道屏障功能和肠道稳态的中发挥重要作用厚朴基金。日粮中添加姜黄素和白藜芦醇可显著降低断奶仔猪肠道黏膜中的m6A总体水平,且三种紧密连接蛋白基因上m6A修饰也显著下降。m6A修饰减少,基因稳定性增加,表达量提高。因此,三种紧密连接蛋白表达量显著增加,改善了仔猪肠道屏障功能。

6、总结与展望

1)植物多酚具有替代抗生素的作用,在动物健康养殖中具有广阔前景厚朴基金

2)植物多酚组合应用效果更佳厚朴基金

3)植物多酚可通过m6A RNA甲基化调控基因的表达,发挥生物学作用厚朴基金

4)植物多酚的化学特征鉴定、结构解析、代谢特征、功能特征、作用机制、精准应用等方面仍需要投入更多的研究厚朴基金

5)补齐系统营养学一个重要板块,实现机体的营养平衡厚朴基金

6)后期还需继续扩增“饲料原料目录”和“饲料添加剂品种目录”,推动饲料工业和养殖业的发展厚朴基金

听课笔记由畜牧人吉米听课整理,仅供学习交流,内容未经报告者本人审阅,难免有理解不到位或疏漏厚朴基金

版权申明:笔记记载,版权所有,转载请注明专家版权厚朴基金。感谢钟教授的精彩分享,感谢会议主办方南京农业大学动物科技学院、前沿交叉学院、北京市饲料工业协会、中关村中兽医药产业技术创新战略联盟!

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