GC-MS分析慢性氨气应激对肉鸡血清代谢物的影响

【目的】随着养殖业集约化和规模化的发展,舍内环境对畜禽生长的影响日益突出。在密闭舍饲条件下,不断产生有毒有害气体,其中氨气的危害最大,降低畜禽生产性能,威胁动物健康。为此开展慢性氨气应激对肉鸡血清代谢物影响的研究,从小分子物质和代谢途径方面探究氨气导致机体代谢发生的变化,为舍内氨气的合理调控提供数据支持。【方法】试验采用单因素完全随机设计,将96只21日龄健康AA肉鸡随机分成对照组和试验组,每组设4个重复,每个重复12只鸡。对照组氨气浓度为0 mg·kg ^-1,试验组氨气浓度为45 mg·kg ^-1。试验在人工模拟呼吸舱内进行,呼吸舱采用全自动化控制温湿度等养殖条件,采用网上平养,自由采食和饮水,24h 光照,试验期为21d。在肉鸡42日龄时,从每个重复中随机抽取2只,翅静脉采血,分离血清。将血清样品预处理后,采用气相色谱/质谱联用技术（gas chromatograph tandem mass spectrometer technology, GC-MS）检测代谢产物,利用质谱数据库对其进行鉴定。通过主成分分析、偏最小二乘法判别分析、正交偏最小二乘法判别分析、t-检验等,寻找差异代谢物,并利用生物信息学方法对差异代谢物进行通路富集分析。【结果】（1）利用 GC-MS 方法,结合质谱数据库对检测到的代谢物进行快速鉴定,在肉鸡血清中共检测到204种代谢物。将代谢组数据导入SIMCA-P软件进行多元统计分析,结合t-检验筛选出 23种差异代谢物,其中上调19个,下调4个。（2）差异代谢物主要涉及能量代谢（乳酸、α-酮戊二酸）、氨基酸代谢（L-别苏氨酸、L-高丝氨酸、烟酰甘氨酸）、脂肪酸代谢（硬脂酸、亚麻酸、亚油酸、胆固醇）以及核苷酸代谢（次黄嘌呤、尿嘧啶、胸腺嘧啶）等。（3）代谢通路富集分析表明,氨气应激主要影响了肉鸡血清的脂肪代谢通路,如亚油酸代谢、花生四烯酸代谢以及α-亚麻酸代谢。【结论】GC-MS较为全面地检测到血清的代谢物,能够准确地筛选出差异代谢物,同时慢性氨气应激显著影响肉鸡的血清代谢物含量,主要影响脂肪代谢通路,为阐明氨气应激影响营养代谢的机制提供参考。     

心血瘀阻证动态演变过程生物信息学研究

目的 探讨冠心病心血瘀阻证动态演变过程中血瘀证前期、亚血瘀证期、心血瘀阻证期3个阶段的代谢组学通路。方法 信号通路分析采用KEGG，代谢产物分子注释、相关的酶或转运蛋白及其相关性质分析采用HMDB，代谢产物路径可视化采用metPA网络软件。结果 用MetPA分析的生物代谢通路显示，12个代谢产物参与了22条代谢路径。其中6条通路（氨酰-tRNA生物合成、缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸生物合成、缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸生物合成及降解、精氨酸和脯氨酸代谢、半乳糖代谢，D-精氨酸与D-鸟氨酸代谢）的影响值P<0.05。结论 6条密切相关的通路主要集中在亚血瘀证期和心血瘀阻期。     

代谢组学在反刍动物营养研究中的应用进展

代谢组学是研究生物系统中所有代谢物的一门新兴学科。它能够检测生命系统中某一特定生物层次的所有代谢物的变化,并能够利用其特有的分析技术平台和数据分析平台对所得代谢物进行系统性度量。近年来,因其测试技术的广泛适用性,代谢组学逐渐被应用于反刍动物的营养学研究中。本文从瘤胃代谢组学、肝脏代谢组学、乳腺代谢组学和血液代谢组学等4个方面对代谢组学在反刍动物营养研究中的应用进展进行了综述。     

先进的组学技术在植物抗病研究中的应用

近年来植物病害问题的频繁发生,严重影响着中国农业的生产与发展。为了提高植物抗病能力,从而抵御植物病害,本文归纳了基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学技术在植物抗病研究中的应用,总结了培育抗病品种、生物防治、植物病害监测技术等方法来减轻植物病害,从分子水平上分析了不同植物抗病机理,揭示相关抗病基因与其生长发育之间的密切关联。同时本文指出组学技术应用于植物抗病存在的不足,仍有一些低丰富度或低分子量的功能蛋白未被成功鉴定,提出提高检测技术的灵敏度、完善基因、代谢数据库等意见。组学技术不断发展与创新,为防治植物病害带来了新的契机。将有助于抗病品种的选育、病原菌的检测与防治和提高植物抗病能力等,从而促进植物生长和增加作物产量。     

蛋白质互作组学技术及其在植物 研究中的应用进展

蛋白质互作组学技术是一门鉴定和量化蛋白质与其他代谢物或蛋白质等分子相互作用的前沿技 术,已成为研究植物系统生物学和多组学研究的重要组成部分。近年来,基于质谱的组学技术迅速发展,也促 进蛋白质 - 代谢物相互作用（Protein-metabolite interaction, PMI）、蛋白质 - 蛋白质相互作用（ Protein-protein interaction, PPI）的发现和验证方法取得巨大进步 , 这些蛋白质互作组学技术在功能基因组和功能代谢组研究中 逐渐展示出巨大的应用潜力。系统总结了过去 10 年不同蛋白质互作组学技术（主要包括 PMI 和 PPI）的分析策略, 并详细分析了它们各自的优缺点和适用的相互作用类型,综述了蛋白质互作组学技术在植物研究领域的应用进 展,对植物蛋白质互作组学技术的应用策略和需要攻克的关键技术瓶颈进行了总结。蛋白质互作组学技术的不 断发展将进一步推动植物胞内信号转导及代谢调控通路的解析,而精准解析信号网络中关键相互作用将为植物 自身生长发育以及适应外界环境等机制研究提供重要的信息。     

代谢组学及其在药物安全评价中的应用进展

阐述了代谢组学的概念、研究方法及其在药物毒理学和代谢研究中的应用,并对代谢组学技术在兽药安全评价中的应用前景以及在未来发展中面临的挑战进行了探讨。代谢组学是系统生物学的重要组成部分,已广泛应用于药物安全评价研究中。     

蛋鸡日粮含苏丹红Ⅳ的鸡蛋内源性代谢物差异性研究

采用高分辨Agilent 6530 液相色谱-四极杆/飞行时间质谱联用技术,对喂食日粮中含苏丹红Ⅳ(0、100、150、200 mg/kg)的海兰褐蛋鸡的鸡蛋进行代谢组学研究,即对喂养28 d后的鸡蛋样品分别在电喷雾离子源(electrospray ionization,ESI)正、负离子模式下进行检测,并通过相关代谢组学统计分析软件(mass profiler professional,MPP)对采集到的谱图进行主成分分析,从而获得蛋鸡食用苏丹红Ⅳ后鸡蛋中的代谢物信息。结果表明,该液质联用技术可将空白对照组与喂食苏丹红Ⅳ组进行明显的区分,并可借助数据库中23000种代谢物信息对发生显著变化(P<0.05, 倍数变化≥2)的差异性代谢物组分进行初步的鉴定。研究结果为深入进行苏丹红Ⅳ的代谢组学研究提供了依据。     

基于GC-MS技术的蹄叶炎奶牛血浆代谢谱分析

【目的】利用气相色谱/质谱联用技术(gas chromatograph tandem mass spectrometer technology,GC-MS)对奶牛血浆进行代谢组学分析,以明确奶牛发生蹄叶炎时血浆中代谢物的变化,进一步揭示其发病机制。【方法】根据蹄叶炎奶牛的临床症状和活动量情况,选取蹄叶炎患病组S和健康对照组C奶牛各10头,采集血浆样品,经衍生化处理后,利用GC-MS方法对两组奶牛的血浆进行全部代谢物检测。用SIMCA-P 11.5软件进行主成分分析(principal component analysis,PCA)和偏最小二乘法分析(supervised partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA),对蹄叶炎组奶牛和健康组奶牛检测数据进行模式识别分析,筛选差异代谢物,并利用生物信息学方法进行代谢通路富集分析。为进一步验证代谢组学的试验结果,检测了与差异代谢通路相关的脂质代谢指标和抗氧化能力指标。【结果】利用GC-MS方法,在奶牛血浆中共检测到242种代谢物,通过多元统计分析结合t-检验筛选出37种差异代谢物(VIP1,P0.05),其中在蹄叶炎奶牛血浆中3种物质含量上调(FC1),分别是氨基氧乙酸、油酸、乳糖,34种物质含量下调(FC1),包括脂肪酸、氨基酸等。经代谢通路富集分析,发现变化显著(P0.05)的代谢通路包括脂肪酸生物合成通路,甘氨酸/丝氨酸/苏氨酸代谢通路,不饱和脂肪酸生物合成通路,嘌呤代谢通路,甲烷代谢通路,苯丙氨酸代谢通路和氰基氨基酸代谢通路。在验证试验中,发现两组奶牛血浆中脂质代谢相关指标差异显著,且蹄叶炎患病牛血浆抗氧化能力显著低于健康牛,与代谢组学结果一致。【结论】利用GC-MS技术分析了蹄叶炎患病牛与健康奶牛血浆代谢谱的变化,发现两组间代谢物存在显著差异,并筛选出了37种差异代谢物,而这些差异分子可能成为奶牛蹄叶炎早期诊断或群体监测的潜在生物标记物。本结果全面揭示了奶牛蹄叶炎发生后血浆代谢物的代谢规律,为进一步阐明其发病机制提供理论依据。     

代谢组学技术在奶牛生产性疾病研究中的应用

代谢产物是基因转录翻译为蛋白质后生命活动的最终执行者,因此,机体代谢产物的变化可以直接反映出生物体内各种生命活动的变化。运用代谢组学技术可以清晰并直观地对机体代谢物的变化进行检测。奶牛生产性疾病一直是畜牧兽医行业关注的重点疾病之一。奶牛出现生产性疾病会直接或间接导致奶牛生产性能下降,对养殖业造成危害。代谢组学技术的应用可以更加全面地了解疾病的发生发展过程,准确检测出参与疾病发生的物质和代谢通路,使兽医更加有针对性地开展疾病防控和治疗。综述了代谢组学技术在奶牛生产性疾病研究中的应用,以期为今后奶牛生产性疾病的防控和治疗提供思路。