日粮营养代谢与基因表达的研究进展

动物日粮营养代谢能够影响基因的表达,研究表明:通过改变日粮的营养水平可以调节动物体内相关基因的表达,从而使动物处于最佳的生长状态.本文就碳水化合物、脂肪和脂肪酸、蛋白质等营养素对基因表达的调控进行了综述.     

日粮能量和蛋白水平对动物繁殖相关基因表达的调控

日粮营养水平对动物繁殖调控影响机制的研究已经到分子水平,日粮营养水平对动物繁殖相关基因表达的研究可揭示其对动物繁殖调控的分子机制。文章就日粮能量和蛋白水平对与动物繁殖相关的FSHR、LHR和IGF基因的表达调控进行了综述,为进一步研究营养水平调控动物繁殖的分子机理提供理论指导。     

日粮营养与基因表达的研究进展

随着营养学和分子生物学技术的不断发展,人们已经认识到日粮营养物质与许多基因表达之间存在广泛的作用,而这些基因中含有某些关键代谢酶的密码,往往可以控制新陈代谢途径中关键酶的表达,从而对整个新陈代谢产生影响。如何利用营养与基因的互作关系,通过改变日粮组分来调节畜禽体内相关基因的表达,从而使动物处于最佳的生长状态,已成为现代动物营养学研究的重点,在生产实际中也具有十分重要的意义。1营养对基因表达的调控方式营养对基因表达调控是指动物摄入的营养物质经过一系列的转运及信号传递过程,将信号传递到细胞质和细胞核,与其他要…     

avUCP基因与日粮能量水平对鸡骨骼肌ATP含量的影响

探讨鸡在不同日粮能量水平下,鸡解耦联蛋白(avian uncoupling protein,avUCP)基因对骨骼肌组织中ATP含量的影响。试验采用2×3×3三因子完全随机试验设计,即avUCP转基因鸡与非avUCP转基因鸡、3种日粮(高能日粮、高脂日粮和标准日粮)和日粮饲喂时间(20、40和60 d),共18个处理组。试验期60 d,试验结束时,屠宰试鸡取骨胳肌组织,生物发光法测定骨骼肌ATP含量,荧光定量PCR检测avUCP mRNA的表达水平。结果表明,avUCP基因、日粮营养结构和日粮饲喂时间均显著影响鸡骨骼肌的ATP含量(P<0.01),且ATP含量与avUCP mRNA的表达水平显著负相关(P<0.05),相关系数为0.45,avUCP基因和日粮营养结构、日粮营养结构和日粮饲喂时间之间均存在显著的互作效应(P<0.05)。avUCP转基因鸡骨骼肌ATP含量明显高于非avUCP转基因鸡,其中高能日粮组间差异极显著(P<0.01),高脂日粮组间和标准日粮组间差异显著(P<0.05)。3种日粮处理显著影响骨骼肌ATP含量(P<0.01),其中avUCP转基因组的差异比非转基因组大。高能日粮组和高脂日粮组饲喂前期骨骼肌ATP含量逐渐增加,40 d时达到最高,其后呈降低趋势(P<0.05)。通过日粮营养和转基因技术调节avUCP mRNA的表达可以促进骨骼肌ATP的储备,在细胞和分子水平上节省鸡的能量消耗。     

两种日粮对乌金猪脂肪组织脂类分解代谢相关基因表达的影响

为探讨不同日粮对乌金猪不同生长阶段脂类分解代谢的差异。选用乌金猪为研究对象,以本实验室前期研究确定的乌金猪适宜能量与蛋白水平的日粮和美国NRC(1998)推荐的猪营养需要量为依据,设计和配制乌金猪WJ和NRC日粮。选取体重约23kg的乌金猪36头,公母各半,随机分为2个处理组,每个处理下设3个重复,每个重复6头。分别于30kg、60kg和100kg体重时屠宰,通过real-time PCR比较了4个脂肪分解代谢相关基因在脂肪组织中表达的差异。结果显示:在各个屠宰体重,WJ日粮组HSL基因相对表达量均高于NRC日粮组(P>0.05);在各个屠宰体重,WJ日粮组LPL基因相对表达量均显著高于NRC日粮组(P<0.05);在30kg和60kg屠宰体重,WJ日粮组CPT-1基因的相对表达量显著高于NRC日粮组(P<0.05),但在100kg屠宰体重水平时,WJ日粮组CPT-1基因的相对表达量低于NRC日粮组(P>0.05);在各个屠宰体重,WJ日粮组PPARγ基因的相对表达量均高于NRC日粮组,在30kg屠宰体重达到显著水平(P<0.05)。结果提示:WJ日粮通过上调脂肪分解代谢相关基因的表达促进了脂肪组织脂肪的分解,减少了脂肪沉积。     

维生素A对动物基因表达的调控

本文主要综述了维生素A对调节视力的视蛋白基因的表达调控,时糖元异生起关键作用磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)基因的调控,多不饱和脂肪酸合成中△5-去饱和酶基因以及对与生长有关的类胰岛素生长因子(IGF)基因的调控,为研究日粮中维生素A添加对动物营养机理的研究提供理论依据.     

营养物质对基因表达的调控

综述了日粮中常量养分,如碳水化合物、蛋白质、氨基酸和脂肪对动物某些基因表达的调控.这种表达作用可发生在转录水平,也可发生在转录后水平,从而影响机体代谢过程.因此,可通过改变日粮营养组成达到调控动物生产的目的.     

日粮纤维对单胃动物营养作用的研究进展

日粮纤维可为动物提供一定能量,且配合日粮中适宜的纤维水平对动物胃肠道的生长发育、正常消化机能的维持以及动物健康等方面都有较为积极的作用。但作为一种抗营养因子,日粮纤维可降低饲料转化率,限制饲粮中的使用配比。阐述了日粮纤维的理化特性及其在单胃动物中的营养作用,并讨论了在动物生产中提高纤维利用率的可行性措施。     

日粮营养水平对番鸭GH、GHR基因表达影响的研究

为了解番鸭在生长发育过程中不同日粮营养水平对番鸭生长激素(GH)、生长激素受体(GHR)基因在肌肉组织中的表达情况,试验在0~21、22~42和43~91日龄分别设计9个营养水平的日粮,分别饲喂番鸭,在21、42和91日龄分别对番鸭进行屠宰获得其胸肌和腿肌的组织样,采用实时荧光定量PCR检测不同样品之间GH、GHR基因mRNA表达的差异。结果表明,在21、42日龄时,GH、GHR基因在同组织中不同日粮营养水平之间均无显著性差异(P0.05)。在91日龄时,各组胸肌中GH基因表达无显著性差异(P0.05),各组腿肌中GH基因表达差异显著(P0.05),各组胸肌、腿肌中GHR基因表达均有显著性差异(P0.05)。在番鸭早期生长发育过程中,GH、GHR基因表达未因日粮营养水平的不同而出现差异,但是在91日龄时会受到日粮营养水平的影响。     

微量元素铁在猪生产中的应用

铁是动物体内所必需的微量元素之一。常规饲料中的含铁量能够满足动物机体的需求,但畜牧业生产中使用的饲粮主要为植物性原料,其中所含的铁主要是非血红素铁。动物机体对非血红素铁的吸收容易受到植酸、铜、锌、日粮纤维以及单宁等抗营养因子的影响,导致动物对铁的利用率降低。近年来,生物基因工程技术在育种上得以广泛应用,使得动物的生长性能、繁殖性能等指标得到极大的改善,动物对饲粮中添加剂的营养功能要求也更加全面。文章主要对微量元素铁的营养代谢功能以及在猪生产中的应用进行简单介绍。     

DNA微阵列与基因表达研究概况

DNA微阵列技术是 90年代兴起的一种对成百上千甚至上万个基因同时进行检测的新技术 ,它具有高通量和并行化的特点 ,广泛应用于基因表达、预测基因功能、检测基因突变和多态性分析、发现新药物和药物靶器官以及疫苗设计等方面。文章对 DNA微阵列的基本原理、DNA微阵列制备技术、杂交信号检测以及数据分析。 c DNA微阵列与细胞周期相关基因表达、细菌基因表达、病毒基因表达、肿瘤基因表达进行了概述。     

生长激素释放因子肝脏定向表达复合物在家兔体内的表达

外源基因在体内的转染及表达存在转染效率低、表达时间短等缺点，利用受体介导基因转移技术，可以将基因定向转入到特定组织，并且能提高转染效率和表达时间。在本试验中，利用肝脏去唾液酸糖蛋白受体(ASGR)将生长激素释放因子(GRF)基因定向转入到家兔肝脏组织并得到了表达。首先通过DNA阻滞试验确定质粒DNA与多聚赖氨酸(poly—L—lysine，PLL)的结合比例及反应液的最佳NaCl浓度，然后将PLL与α—D-吡喃半乳糖苯基异硫氰酸盐(α—D—galactopyranosylphenyl isotlhiocyanate)(物质的量之比为8：1)在pH9．0的Na2CO3溶液中进行糖基化反应，得到糖基化的PLL(galPLL)后透析除去未反应的糖并测定反应物糖含量。将糖基化的PLL与克隆有GRF基因的pcDNA3-GRF质粒(质量比为3．16：1)在1．031mol／L的NaCl溶液中进行连接，最终得到DNA—galPLL复合物，电镜观察其结构。耳缘静脉注射质粒复合物到家兔体内(1．5mg／只)，用RT—PCR和ELISA检测不同组织的表达情况。结果注射后7d家兔的肝脏RT—PCR结果呈阳性，27d仍能检测到GRF蛋白，但同时在其他的组织也检测到表达。并且进行了增重试验，发现定向转移GRF基因到家兔的肝脏对家兔的生长有一定的促进作用。     

分析基因表达的新方法

公共和私有的EST计划为大量物种的基因表达研究提供了大量利用EST的机会。为了估计EST数据库中基因的表达水平，可以通过计算每一种基因在不同组织、不同发育阶段和不同条件下构建的cDNA文库中的出现次数，来获得基因表达的有关信息。这些信息水平的量与常规的Northern blots不同，可以允许不同基因之间表达水平的比较。而且当EST资料来源于不同发育阶段的cDNA文库时，还可以了解不同发育阶段的基因表达谱。由电子Northern杂交分析所获得的基因表达资料可以通过应用高密度DNA点阵得到证实并扩展于高表达基因领域之外。相关ESTS可以标定于尼龙膜或玻璃上并用相关组织的一链总cDNA作为探针进行鉴定。双色荧光标记可以得到精确的mRNA比率测定。在不远的将来，包含一种机体所有基因互补物的高密度DNA点阵将成为整个基因组范围基因表达类型分析的有效工具。     

鸡肝细胞中C/EBPα基因的敲低及对糖脂代谢相关基因表达的影响

C/EBPα即CCAAT/增强子结合蛋白α基因,其编码的CCAAT/增强子结合蛋白是重要的转录调控因子,在细胞的分化和代谢过程中发挥着重要的调节作用。试验利用RNAi来敲低鸡LMH细胞系中C/EBPα基因的表达,以研究C/EBPα基因影响脂肪代谢的机制。根据鸡C/EBPα基因的mRNA序列,设计3对siRNA,用RNAi干扰技术来敲低鸡LMH细胞中的C/EBPα基因表达,然后用荧光定量PCR检测C/EBPα基因的表达情况,发现其中的C/EBPα-siRNA-161能够显著降低C/EBPα基因的表达;并将C/EBPα-siRNA-161转染LHM细胞后48 h后,利用荧光定量PCR检测LMH细胞中糖脂代谢相关基因(PCK1、SCD、GLUT2、PPARγ、INS、G6PC、IGF1、IGF2、INSR、STAT3)的表达,发现在LMH细胞中PCK1、G6PC、GLUT2基因的mRNA表达量下降,结果表明C/EBPα基因能影响糖代谢相关基因G6PC、GLUT2、甘油异生相关基因PCK1的表达,证实了C/EBPα基因对鸡肝细胞中的糖脂代谢具有调控作用,通过调控C/EBPα基因的表达将影响糖吸收及甘油异生。     

微量营养素与脂肪对动物基因表达的调控作用

微量营养素与脂肪作为动物新陈代谢的重要营养物质,只有满足生长发育的营养需要,动物才能平稳的进行各项生命活动,更重要的是它们还作为基因表达的调控物,可以在多途径、多水平对动物基因表达进行调控。动物日粮中营养素含量和类型都会影响动物的基因表达,进而导致动物机体的代谢途径和效率发生改变,最终影响动物的营养需求和生产性能。近年来,随着分子生物技术的发展,营养素对动物基因表达的调控作用及其机制逐渐被揭示出来,新的研究发现纷纷涌现。作者针对微量营养素与脂肪对动物基因表达的调控作用研究进展进行综述,旨在为更准确、更合理地确定动物对营养素的需要量提供理论依据。此外,本综述还对营养素调控基因表达的研究与应用前景作了展望。     

牛印记基因的研究进展

基因组印记是一种表观调控机制,在哺乳动物的发育中具有重要作用。印记基因是仅一方亲本来源的同源基因表达,而来自另一亲本不表达的一种基因。近年来,印记基因被广泛研究。印记基因分为父系印记基因和母系印记基因,其表达具有组织特异性,而且在胚胎不同发育阶段的表达也具有一定差异,胚胎期的营养水平也影响印记基因的表达。DNA甲基化在调控印记基因的表达中起重要作用,影响细胞核移植过程细胞的表观重编程,并影响胎盘及内脏器官的正常发育;基因印记模式的改变也可以引起甲基化的改变进而导致基因印记的丢失等。本文综述了近年来关于牛的印记基因的研究进展情况,为印记基因的后续相关研究工作提供借鉴。     

Regulation Effect of Trace Nutrients and Fat on Manipulation of Animal Gene Expression

Trace nutrients and fat, as important nutrients for animal metabolism, are vital for the growth and development of animals.Importantly, they can regulate gene expression in different ways and levels.The alteration of animal gene expression can affect the animal's nutritional requirements and growth performance by changing the nutrient metabolic pathway and efficiency.With the development of animal nutrition and molecular biology, the mechanism of nutrients regulating gene expression is gradually revealed.In this paper, the effects of trace nutrients and fat regulating gene expression were reviewed aiming to provide a theoretical basis for the determining of animal nutrients requirement more accurately and scientifically.In addition, the application prospects of nutrients regulating gene expression were also discussed.     

RNAi表达载体对avUCP基因表达的抑制作用

研究RNA干扰（RNA interference,RNAi）表达载体对UCP基因的抑制作用。针对鸡解耦联蛋白（avianuncoupling protein,av UCP）基因,构建4种RNAi质粒表达载体（分别称为A、B、C和D号载体）。再经过脂质体法转染成肌纤维细胞,应用荧光定量PCR及流式细胞术检测其对av UCP mRNA及蛋白表达的影响。构建的4种表达载体均抑制了av UCP的mRNA及蛋白的表达,其中转染C号载体的成肌纤维细胞av UCPmRNA表达相当于空白对照组的14.6%,蛋白抑制率达93.7%。RNAi表达载体可以有效的抑制avUCP基因的表达。     

金属硫蛋白对奶牛血液抗氧化酶GSH-Px和CAT基因表达的影响

为探讨金属硫蛋白(MT)对奶牛抗氧化应激机能的调控效果及其机理,选取24头中国荷斯坦奶牛经产泌乳母牛,随机均分为I、II、III、IV4组,分别按每头0(对照组),4.0,8.0和12.0mg静脉注射Zn-MT。每隔15d逐头采取血样,测定不同剂量的外源性MT和MT不同作用时间对奶牛抗氧化酶GSH-Px和CAT基因表达水平的影响。结果表明,补给外源性MT后,3个试验组GSH-Px和CAT基因表达水平都有不同幅度的提高,其中III组和IV组GSH-Px基因表达量分别较对照组有显著(P<0.05)提高。III组CAT基因表达水平显著(P<0.05)高于对照组;IV组CAT基因表达水平又比对照组、II组和III组分别提高了22.88%(P<0.01),17.71％(P<0.05)和7.10％(P>0.05)。而II组GSH-Px和CAT基因表达量与对照组差异均不显著(P>0.05)。从正试期间不同时间看,补给外源性MT后,各组GSH-Px和CAT基因表达水平逐步升高,至30d时达最高,45d时又有下降。尤其是30d时的GSH-Px基因表达水平及15和30d时的CAT基因表达水平均显著(P<0.05)高于第1天。说明外源性MT能有效调控奶牛GSH-Px和CAT基因表达水平,并表现出较为明显的剂量效应和时间效应。     

双黄连注射液对中性粒细胞磷酸二酯酶4B基因表达的影响

本试验以主要在中性粒细胞中表达的磷酸二酯酶4B基因为靶基因,研究双黄连注射液的抗炎机制.采用半定量RT-PCR法检测双黄连注射液在不同时间对磷酸二酯酶4B基因表达的影响.结果发现双黄连注射液与中性粒细胞共孵育1 h时对磷酸二酯酶4B基因表达无明显的影响,当孵育到3 h时即可极显著抑制磷酸二酯酶4B基因的表达(P＜0.01).本试验结果表明,双黄连注射液能在基因转录水平上抑制中性粒细胞内磷酸二酯酶4B基因的表达,提示其能使cAMP含量升高而抑制中性粒细胞等炎症细胞的活化,从而发挥抗炎作用.