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扫描版（部分文字乱码）分子生物学技术在动物营养学上的应用及其发展前景(上)摘要：本文从营养与基因表达调控、基因工程、转基因等三个方面综述了分子生物学技术在动物营养学中应用的最新进展，并对动物营养学的发展前景作了展望。自从发现双螺旋结构以来，分子生物学取得了飞跃性的发展，形成了以基因工程为主要内容的的现代分子生物学技术@在生物学、医学等研究中得到广泛的应用，几乎渗透到生命科学的每一个领域，成为研究和揭示生命现象本质和规律的一种重要工具。当前，世界各国都将分子生物学纳入本国科技发展的重点，可以预见，"21世纪将是生命科学的世纪，全世界所共同面临的许多重大问题，诸如饥饿与营养、疾病、能源与环境污染等问题的根本解决，在很大程度上将依赖于分子生物学技术的发展和应用。及时全面的了解和掌握分子生物学理论和技术的发展动态及研究热点，将具有重要的意义。就目前来看，我国动物营养学方面的研究工作基本尚处在机体水平：即在机体水平上研究各种营养素对机体的作用、在机体内的代谢与平衡、影响机体吸收营养素的因素等问题。分子水平方面的研究还刚刚起步，尚处于初级阶段。动物机体的生理病理变化，如生长发育、新陈代谢、遗传变异、免疫与疾病等，就本质而言，都是动物基因的表达调控发生了改变的结果，许多生理现象的彻底阐明，最终需要在基因水平上进行解释，所以动物营养学的各方面研究应与分子生物学技术，尤其是基因工程技术相结合，从分子水平上来解释各种营养素对机体的作用机制、动物机体的生理病理变化等问题，这也是动物营养学今后发展的必然趋势之一。*营养与基因的表达调控随着分子生物学技术不断发展，越来越多与代谢有关的动物基因被克隆和鉴定，人们对营养与基因调控的关系越来越感兴趣。营养与动物基因表达调控的研究已成为当今动物营养学研究的一个热点领域；如何通过改变日粮组成成分来调节体内相关基因的表达，从而使动物体处于最佳生长状况已成为现代动物营养学研究的重点；通过营养对动物基因表达的调控途径及其机制的研究，将为人们如何更加有效地对某些特定有益基因的表达提供理论依据。已有大量证据表明，主要的营养物质如糖、脂肪酸、氨基酸以及一些微量元素（如锌）对动物体内许多基因的表达都有影响。!"!营养对磷酸烯醇式丙酮酸激酶基因表达的调控PEPCK是动物肝和肾中糖元异生作用的关键酶，目前较为研究清楚的是日粮中糖含量对PEPCK基因表达的调控。糖类对PEPCK的调控主要是通过对其启动子的作用，当动物进食含有大量糖类的饲料时，PEPCK的启动了就会关闭，从而导致ABA8C水平大幅度下降，而当禁食或饲喂高蛋白质低糖的饲料时，PEPCK的启动子就会处于打开状态，从而PEPCK水平得到大幅度提高，其具体调控机制大致如下：?556D4（*0)#）等通过对大鼠ABA8C基因的分析表明，ABA8C基因启动子位于1 E+至F#,之间，其中包含了大多数激素调控基因转录所必需的组织特异性调控元件。日粮中糖的含量水平会影响胰岛素、;?GA等激素的相对水平，而胰岛素与;?GA等激素相对水平又会影响到特异性!"#!转录因子的活性，特异性转录因子与$%$&’启动子上的相应调控元件结合与否，又会影响$%$&’基因的表达(，)。现有大量证据表明，$%$&’基因一系列复杂的调控元件中，有包括胰岛素、甲状腺激素、糖皮质激素、视黄酸对$%$&’基因转录的正调控元件和胰岛素对$%$&’基因转录的负控调元件，在上述调控元件中，*+,$调控元件-&%/和$(-0/调控元件是最重要的两种，*+,$对$%$&’基因的诱导和胰岛素对$%$&’基因的抑制作用就是通过这两个调控元件来进行调控的。因此，当进食含大量糖类的饲料时，由于*+,$水平的急剧下降以及胰岛素水平的急剧上升，从而抑制$%$&’基因的表达，导致肝中$%$&’水平大幅度下降，当禁食或饲喂高蛋白低糖的饲料时，则情况恰好相反。!"#营养对脂肪酸合成酶（$%&）基因表达的调控1+2是脂肪酸合成的主要限制酶，存在于脂肪、肝脏及肺等组织中，在动物体内起催化丙二酰&3+连续缩合成长链脂肪酸的反应，其活性高低将直接控制着体内脂肪合成的强弱，从而影响整个机体中脂肪的含量。有关营养与1+2基因的表达调控，2!4!&56789-:;;(/曾报道：糖类能诱导1+2基因的转录，而脂肪则抑制这种诱导的表达。&3<=9等（:;;>）试验研究也表明，当给禁食后的成年鼠饲喂含高糖低脂肪的饲料时，1+2基因的表达就增强，而且相应的?@+含量的增加幅度与碳水化合物的摄入量也成正比。糖类对1+2基因表达的影响。为区分活体中激素水平变化的协同作用，13?,葡萄糖的作用效果。最近H3I73J等-:;;G/试验研究也表明，在成年大鼠肝细胞培养物中G E磷酸E"E脱氧葡萄糖水平与1+2的?@+含量呈正相关。因此G E磷酸E"E脱氧葡萄糖极有可能是参与1+2基因表达的重要中间代谢物。脂肪对1+2基因表达的影响。&56789-:;;(/的研究表明，脂肪抑制1+2基因表达主要与脂肪抑制1+2基因转录的能力和脂肪中脂肪酸的碳链长度、双键位置和双键的数量有关，饱和脂肪酸和（J E;）族脂肪酸不能抑制1+2基因的表达，多不饱和脂肪酸（$K1+）中的-J E G/和-J E(/族脂肪酸是1+2基因的有效抑制剂，研究表明，日粮中$K1+可使1+2?@+的水平降低D>C E;>C。蛋白质对1+2基因表达的影响。,I5LJ97-:;;:/研究表明，高蛋白饲粮将抑制猪脂肪组织中1+2基因的表达，脂肪组织中1+2基因的?M@+的含量会显著下降：用蛋白质含量分别为:)C、:#C、")C的日粮饲喂G>E::>8N的肥育猪，其脂肪组织中1+2?@+的含量分别下降了#!:)C、::!D(C和)#!"C。由此可见日粮蛋白质将会影响脂肪组织中1+2基因的表达，但这种调控具体发生在哪个水平及其作用机理目前还不清楚。!"’营养对()*+,*基因表达的影响长期以来，我国商品猪的瘦肉率较国际优良品种低，而目前常规的育种方法已很难使之有大幅度的提高。因此OP6JN等（:;;)）小鼠3Q基因的克隆成功为这方面的研究提供了新的思路。由于R9=SIJ基因具有可以大大降低动物体脂含量这一特性，因此通过营养对R9=SIJ基因表达调控的研究，将有助于深入了解R9=SIJ对动物体重的调控机制。王方年等（:;;;）研究表明，浓度从B??35 TR到:>??35 T R葡萄糖可以显著地促进脂肪细胞中59=SIJ基因的表达。!"-营养与神经肽（/）基因表达的影响@$U是一种含(G个氨基酸残基的生物活性多肽，在体内具有收缩血管、影响激素分泌、调节生物节律及摄食行为等多种生物学功能，其中促进动物采食是@$U最主要的功能之一。试验研究表广东饲料第;卷第G期">>>年:"月综述广东饲料第#卷第$期"%%%年&"月综述明，限饲特别是限制能量采食将会显著提高’()在下丘脑中的表达量，*+,-等（#/）在限饲、低碳水化合物、低脂肪、低蛋白质日粮组成的试验条件下，发现下丘脑中’()0 1’2显著提高345。!"#微量元素对基因表达的调控&!4!&锌对基因表达的调控锌作为动物体的一种必需微量元素，具有增强机体免疫功能、促进细胞增值分化、参与核酸蛋白质代谢、维持细胞周期正常进行等生物学功能。上述作用以前曾被认为主要是由于含锌酶活性的改变以及对细胞信号传导系统产生影响的结果，但近年来的研究表明，事实并不如此，锌主要是通过对基因的转录和表达的影响而产生一系列的生物学效应。6,7+:;#<=认为，锌离子是>’2聚合酶的一个重要组成成分，锌对于维持>’2聚合酶的活性具有相当的重要性；另外锌通过影响1’2聚合酶活性及转录因子的作用，能够导致基因转录异常，从而使蛋白质表达也发生变化；还有饲料中锌的含量，可以通过影响金属调节蛋白的转录活性而影响金属硫蛋白（6?）基因的表达，@A88,BC:等（#3）认为可将6?基因的表达量作为体内锌状况的重要衡量指标。67’C88;#4=发现低锌日粮限制动物生长的直接原因是由于低锌抑制了体内DEF G D、EH受体、EH结合蛋白等基因的表达。&!4!"其他微量元素对基因表达的调控镉、铜、汞等元素的增加将显著提高6?基因的表达量。I+JA;#/=研究表明高铜将显著提高体内EH基因的表达水平。IC+K,:LK等（M$）认为铁可以通过控制01’2的稳定性和翻译过程，调节铁蛋白的水平。"基因工程技术所谓基因工程，就是按照人们的意愿在体外获得目的基因，再按预先的设计，在体外将目的基因进行酶切连接，构建成适当的表达裁体，然后导入细菌或动物细胞或机体内，以研究该目的基因的结构与功能、表达的调控机制、或者获得该基因的表达产物。分子生物学技术的核心就是基因工程，而基因克隆和表达是基因工程的核心技术。下面就抗菌肽、植酸酶，甜菜碱等，对基因工程技术在动物营养学领域中的应用作一简单阐述。$"!抗菌肽基因工程自从NJ0C:等（M&）首次从美国惜古比天蚕;HOC8JP+JKC 7KJP,:=中成功地分离到两种抗菌肽蚕素（7KJP,:）2和N后，国内外很多科学家对这一类抗菌肽进行了深入细致的研究，发现在许多昆虫、植物、哺乳动物中均有这样的多肽存在，它们由<%多个氨基酸残基组成，不同来源的多肽的氨基酸序列具有较强的保守性且共同具有如下特点：（&）’端由碱性氨基酸残基组成；（"）Q端均酰胺化；（<）绝大多数多肽在第二位均为?KP，它对杀菌活性至关重要；（/）它们都有较广的杀菌谱。其抗菌机制大致如下：抗菌肽作用于细菌的细胞膜，破坏膜的完整性，造成离子通道，最终导致细胞内含物的泄漏。由于抗菌肽具有广谱杀菌作用、相对分子量较小、热稳定、水溶性好等优点，更为重要的是抗菌肽对真核细胞几乎没有作用，仅仅作用于原核细胞和发生病变的真核细胞，在目前不少病原菌对原有抗生素逐步产生耐药性，尤其是肉用动物长期使用抗生素受到严格检查和批评时，对畜禽体内自然产生的抗菌肽功能的了解以及设计一种方法来调节动物体内自然抗菌肽的功能便显得极为重要，其中通过抗菌肽基因的克隆与表达而大量生产抗菌肽是一种较为直接而有效的方法。目前昆虫和植物抗菌肽基因工程，在国内外已有不少成功的报道，但就畜禽抗菌肽基因工程国内外尚未见报道。因此，运用基因工程技术，通过对畜禽抗菌肽的研究，对提高畜禽的抗病能力、减少甚至替代抗生素的使用将起积极的促进作用。目前，猪抗菌肽（(1 G<#）已被发现（等，M#），它是一个分子量为/3道尔顿的肽，从猪肠中分离，属于富含(KJ G 2KL的肽家族，不裂解野生型大肠杆菌，但对突变型R&"有作用，其作用机制是通过阻断蛋白质和>’2的合成，从而导致这些成分的降解。(1 G<#在一个单层囊泡中可以诱导钙的降低和电流的线性增加，此诱导与肽浓度和膜上甘油磷酸脂（带负电荷）有关。另外在猪小肠中，还发现另一种抗菌肽7KJP,:(&，它是以裂解细菌来完成杀菌作用的。2:SK99J:;#4=运用基因工程技术从猪骨髓1’2中克隆到一种新型的7>’2，其编码一个3M残基的抗菌肽’R G 8O9,:，有三个分子内二硫键，这种肽对’R G敏感型的肿瘤细胞株)2Q G&有裂解活性，但不裂解红血球细胞。;!"#!分子生物学技术在动物营养学上的应用及其发展前景$下%郑家茂赵国芬许梓荣!"!植酸酶的基因工程植酸酶的研究已有近’年的历史，植酸酶作为一种单胃动物的饲料添加剂，其饲喂效果已在世界范围内得到广泛的确证，随着饲料工业的发展和分子生物学的兴起，从(’年代开始的植酸酶的分子生物学研究，已成为世界性的研究热点之一。目前国内外研究的主要思路集中在通过基因工程这一手段解决饲用植酸酶的两个主要问题：一个是植酸酶在天然材料中表达水平太低，这造成植酸酶难以大量生产及生产成本过高的问题，通过基因工程技术，利用生物反应器则有望成百上千倍地提高它的表达量；另一个问题是天然植酸酶的一些酶学性质，如耐温性，/0适性、催化活性等不能完全适合饲料加工业和养殖业的要求，利用基因工程手段在分子水平上对植酸酶基因进行改造，从而提高其在饲料中使用的有效性。#!#!&在微生物中高效表达植酸酶基因目前，植酸酶基因表达的研究主要集中在来源于曲霉的植酸酶基因/123和/425上。06789:;<=>?4@8等$&(("%将来源于3!A:BCDDEFFG"&"-的/123基因导回原菌株，使/12基因的拷贝数增加到&-个以上，从而使植酸酶的表达量提高到,H’’C I D4。J174:B1等（&((-）在3!K72L6?中表达来源于酵母的植酸酶基因和来源于3!;:操纵元能在烟草中表达，因此将’/01研究室得到的%&’操纵元;!:?@7A,片段导入烟草，探讨甜菜碱是否能表达是一个诱人的研究领域。"转基因技术转基因技术是指用实验手段，将外源基因导入动物细胞或动物受精卵中，由此稳定整合到动物基因组，并能遗传给子代。目前常用的转基因技术主要有：显微注射法；胚胎多能干细胞虫；精子裁体法；反转录病毒载体法以及电转移技术等等，其中显微注射法是最常用、最有效的基因导入技术。目前培育成功的转基因动物绝大部分是采用该方法获得的。最早的转基因动物是将疱疹病毒基因与BCDE早期启动子联在一起，用显微注射法导入小鼠受精卵获得的转基因小鼠。目前，在动物营养领域转基因技术的研究主要包括："!3提高动物生长性能生长激素$FG+在动物生产中基本上采用注射方法，虽然有一定的促生长作用，但程序复杂繁琐，解决思路之一就是采用转基因技术。G(11&/等$35;8+人生长激素$HFG+转基猪研究成功，这种转基因猪的生长速度比对照组高出38I，日增重可达3#:"J，饲料利用率提高#3I，采食量减少#EI，陈永福$3553+用自己构建的融合基因KL9 M NFG获得了转基猪，其生长速度提高33!;I O 3D!#I，饲料利用率提高3EI。另外，转基因羊、转基因鸡、转基因兔、转基因牛、转基因鱼等研究也相继获得成功。"!#改变动物体内的代谢途径动物营养研究表明，有些生长发育和维持所必需的营养物质必须由外界供给，例如赖氨酸，但是否可以不必由外界供给呢？可行的方案不外乎这么两种：一种是重建动物体内某些丢失的代谢途径；另一种是导入目前在动物体内尚未发现的代谢途径。转基因技术的出现提供了通过改变动物代谢途径从而让动物自身合成赖氨酸的可能性。-&&等$355E+已经清楚大肠杆菌合成赖氨酸途径中的酶基因编码，运用基因转移技术也证明了在细胞中施行这些途径的可行性，因此-&&等提出设想：把赖氨酸在微生物中生物合成的途径导入动物体内，使动物自身就能合成赖氨酸。"!"提高动物产毛性能由于胱氨酸在羊瘤胃中降解，所以饲料中加入胱氨酸并不能提高产毛量。因此能够得到一种自身合成胱氨酸的转基因羊，将会大大提高羊毛产量。P(/Q$3553+发现某些细菌能将硫固定并转化为胱氨酸，他们分别在大肠杆菌和沙门氏菌中分离到了丝氨酸乙酸转移酶基因和K 4乙酰丝氨硫化氢解酶基因，并且将这两种基因与金属硫蛋白$L9+基因启动子联接；并在"R端装上FG基因的序列，然后将这组调控序列通过转基因技术导入羊体内而得到高产羊毛转基因绵羊。D展望综上所述，以基因工程为核心的分子生物学技术应用于动物营养学研究领域，具有很大的潜力，它不仅为动物营养学研究提供了一套全新的技术和方法，而且可在基因水平上解决许多动物机体生理病理变化、营养素的代谢调节机制以及其与机体的相互关系等问题。我们可以设想，基因工程抗菌肽完全可以减少甚至替代抗生素的使用；随着转基因技术的日益完善，各种生长性能优越的动物新品种将层出不穷；用转基因动物来大量生产各种生理活性物质，也将成为现实。无可置疑，#3世纪是高新技术畜牧业应用大发展的时期，以基因工程为主导的分子生物学技术将会为我国的畜牧业的发展开辟广阔前景。
用笔在纸上写
你是要海洋生物的什么呢？汉斯有《海洋科学前沿》、《水产研究》这两本oa刊，你可以去看看
我们的中华民族是一个历史悠久的文化大国，文化底蕴丰富,从古至今，就已经有许多的医书记载着各种食物的营养价值。现代社会，随着人们的生活水平不断提高，在解决了温饱问题之后，人们更多的是关注的自身的健康状态以及膳食结构的合理，食品的营养搭配，营养学和平衡膳食渐渐的成为人们生活中一个时尚而且重要的话题。 营养学是研究营养与生物健康关系的一门学科，属生物学分支，也是研究人体营养规律及其改善措施的科学，具体的说就是研究人体对食物的利用与代谢规律及科学确定人体对营养素需要量的科学。营养学在其发展的过程中，不仅包括食物进入机体内的变化，如参与生化反应和结合到组织细胞中；还包括指导人们如何选择食物以保障机体的正常生长、发育与繁殖。所以营养学除了有其生物学意义外，还有其社会经济意义。 营养与营养学是两个概念。营养学家对营养所作的解释是：食物中的营养素和其他物质间的相互作用与平衡对健康和疾病的关系，以及机体摄食、消化、吸收、转运、利用和排泄物质的过程。它是一种全面的生理过程，而不是专指某一种养分。营养素是人类生存和保持人体健康的重要物质基础，但是丰富的营养素未必就可以给人体带来真正的健康。如果我们在饮食行为上不加以注意，摄人的食物种类搭配不合理，就很容易造成某些营养素的缺乏或过剩，同样会导致一些营养性疾病的发生。人一生整个过程都离不开营养，合理的营养可以增强机体对疾病的抵抗力，达到延年益寿的目的。打个比方，如果把人体比作一栋建筑物，营养就相当于建造建筑物的各种材料，如果材料不足偷工减料或材料质量不合格，这栋建筑物肯定是不结实的，同样道理，如果营养不良或营养品质不好，那人肯定也不会很健康了。除此之外，它们两者的关系还是相辅相成的，充足平衡的营养能帮助机体增强免疫力，抵抗疾病的能力增强。 而健康的身体又是吸收营养的前提，比如当身体发烧时，人的体温升高，消化酶活性降低，不能很好消化食物，食欲下降，更谈不上营养的吸收了。营养影响着人类生长发育、智力、延寿、康复以及下一代的成长，甚至可以影响到民族、国家的强盛。 平衡膳食是人民生活水平提高的必然要求，它是指选择多种食物，经过适当搭配做出的膳食，这种膳食能满足人们对能量及各种营养素的需求，因而叫平衡膳食。一般来说，它是指同时在四个方面使膳食营养供给与机体生理需要之间建立起平衡的关系：氨基酸平衡、能量营养素构成平衡、酸碱平衡及各种营养素摄入之间的平衡，只有这样才有利于营养素的吸收和利用。 我们知道食物可分两类，一类是动物性食物，包括肉、鱼、禽、蛋、奶及其制品；另一类是植物性食物，包括谷类、薯类、蔬菜、水果、豆类及其制品，食糖类和菌藻类。不同种类食物的营养素不同：动物性食物、豆类含优质蛋白质；蔬菜、水果含维生素、矿物盐及微量元素；谷类、薯类和糖类含碳水化合物；食用油含脂肪；肝、奶、蛋含维生素A；肝、瘦肉和动物血含铁等。这些营养素之间能相互配合，相互制约。如维生素C能促进铁的吸收；脂肪能促进脂溶性维生素A、 D、E、K的吸收；微量元素铜能促进铁在体内的运输和储存；碳水化合物和脂肪能保护蛋白质，减少其消耗；而磷酸、草酸和植酸能影响钙、铁吸收。所以只有吃膳食结构合理的混合膳食，才能满足儿童对食物营养的摄取。 为了让大家可以更合理的选择食物，适当的搭配，营养学家经过研究发现可以把各种各样的食物分成五类，并设计了一个平衡膳食宝塔。 平衡膳食宝塔共分五层，包含我们每天应吃的主要食物种类。 第一层（底层）：谷类。包括米、面、杂粮。主要提供碳水化物、蛋白质、膳食纤维及B族维生素。它们是膳食中能量的主要来源，多种谷类掺着吃比单吃一种好。每人每天要吃350-500克。 第二层：蔬菜和水果。主要提供膳食纤维、矿物质、维生素和胡萝卜素。蔬菜和水果各有特点，不能完全相互替代，不可只吃水果不吃蔬菜。一般来说红、绿、黄色较深的蔬菜和深黄色水果含营养素比较丰富，所以应多选用深色蔬菜和水果。每天应吃蔬菜400-500克，水果100-200克。 第三层：鱼、虾、肉、蛋（肉类包括畜肉、禽肉及内脏）类。主要提供优质蛋白质，脂肪、矿物质、维生素A和B族维生素。它们彼此间营养素含量有所区别。每天应吃150~200克。 第四层：奶类和豆类食物。奶类主要包括鲜牛奶、奶粉等。除含丰富的优质蛋白质和维生素外，含钙量较高，且利用率也高，是天然钙质的极好来源。豆类含丰富的优质蛋白质、不饱和脂肪酸、钙及维生素B1、B2等。每天应饮鲜奶250-500克，吃豆类及豆制品50-100克。 第五层（塔尖）：油脂类。包括植不物油等。主要提供能量。植物油还可提供维生素E和必需脂肪酸。每天不超过25克。 需要指出的是，对每个人而言，平衡膳食宝塔上的每日所需要的五类食物是不能互相替代的。而在宝塔的同一层中各种食物所含的营养成分是大体相同的。所以，在平常的膳食中，我们可以经常相互的替换，从某种意义上说，这样的相互替换是非常合理而且应该提倡的，因为这样可以使膳食更丰富。吃的品种越多，摄入的营养素也就越全面。对于摄入的量而言。可以根据自身的实际情况稍加调整，不一定非要一字一句的照着宝塔上说的量去吃，因为膳食宝塔最重要最核心的是每日的膳食中要包括宝塔中的各类食物，只要经常遵循宝塔中个层各类食物的大体比例，就在基本上做到了膳食平衡。
海洋生物是指海洋里的各种生物，包括海洋动物、海洋植物、微生物及病毒等，其中海洋动物包括无脊椎动物和脊椎动物。无脊椎动物包括各种螺类和贝类。有脊椎动物包括各种鱼类和大型海洋动物，如鲸鱼，鲨鱼等。海洋生物富含易于消化的蛋白质和氨基酸。食物蛋白的营养价值主要取决于氨基酸的组成，海洋中鱼、贝、虾、蟹等生物蛋白质含量丰富，富含人体所必需的9种氨基酸，尤其是赖氨酸含量更比植物性食物高出许多，且易于被人体吸收。
以下几篇文章供参考，可去图书馆复印篇名刊名期号营养师调制营养食谱科学之友2006年07期妇女产褥期患病与饮食行为的关系中国妇幼保健2006年08期肿瘤患者的饮食护理健康之路2005年02期茂名市公立私立幼儿园儿童体格发育及营养状况分析中国妇幼保健2005年13期食疗加药膳让您吃出健康—从营养顾问开饮食处方说起食品与生活2005年03期1保健食品的定义保健食品或功能性食品，广义而言，是指组成人们通常所吃的膳食以外的一些非传统食品或其成分。消费者希望通过食用这些保健食品来增强体质，改善机体生理功能，乃至预防疾病。关于保健食品的定义至今国际上尚无统一的说法，而且由于东西方文化背景的不同，对保健食品的概念也不尽相同。我国卫生部1996年3?5日颁布的《保健食品管理办法》中第二条规定，"本方法所称保健食品系指表明具有特定保健功能的食品。即适宜于特定人群食用，具有调节机体功能，不以治疗疾病为目的的食品"。而美国至今尚无关于保健食品或功能性食品的官方定义，就其含义而言，所包括的范围很广，既涉及人们所熟悉的营养素(如维生素、矿物质、氨基酸等)，又包括草药或其他植物中的非营养素成分。因此，人们在美国的保健食品商店中常可看到一些将营养素和草药成分合在一起的产品。如在一个包装中有5个不同的胶囊，分别为维生素、b-胡萝卜素、大蒜油、银杏叶提取物和人参提取物。2美国的膳食补充物健康与教育法（1994）美国没有颁布关于保健食品或功能性食品管理的专项法律或法规。所有的食品都按照联邦食品、药品和化妆品法来管理。该法规定一般食品及成分均不得申称有特殊功能；当然有些保健功能在具有充分科学证据和经美国食品和药品管理局(FDA)批准后是可以在标签上标示的，如叶酸可预防新生儿的神经管畸形，钙可预防骨质疏松症，但不允许申称有诊断或治疗疾病的功效。为了明确对越来越多的功能性食品的开发、生产和经营的管理政策，美国国会于1994年10月25日通过一项《膳食补充物健康与教育法》。该法的主要内容如下：⑴美国国会认识到：增进美国国民的健康状况是联邦政府的首要任务；营养的重要性和膳食补充物在健康促进和疾病预防方面的效益已有越来越多的科学报道；摄入某些营养素和膳食补充物与预防某些慢性疾病(如癌症、心脏病和骨质疏松症)之间有一定的联系；为此美国联邦政府认为在严格防止不安全或伪劣产品进入市场的同时，不应采取不合理的管理措施对优质产品的上市制造障碍；本法的最终目的在于保护消费者获得安全的膳食补充物的权益。⑵膳食补充物的定义：包括维生素、矿物质、草药或植物、氨基酸，人们用来增加总的膳食摄入量的膳食物质，以及以浓缩物、代谢物、成分或提取物形式出现的以上各种补充物的混合物；不作为传统的食物，也不作为一餐或膳食的唯一内容；标示为膳食补充物；不包括食品添加剂；其形式可包括粉末、软胶(囊)和胶囊。⑶必须要保证安全，但不规定需要向FDA送审哪些安全性资料。⑷不得申称有哪些保健功能，但某些已有充分科学证据的营养成分例外。⑸必须明确标示主要成分的名称和含量。⑹1994年10月15日以前未曾在美国上市的膳食成分称为"新膳食成分"，需要向美国FDA提出申请(包括安全性资料和用途)，FDA将在收到申请后180天内作出审批决定。⑺生产过程必须按照GMP的要求。⑻将建立一个"膳食补充物标签委员会"，以向政府当局提出关于膳食补充物标示的要求。⑼在国家卫生研究院(NIH)内设立一个"膳食补充物办公室"来探讨膳食补充物在保健方面的作用，以及促进膳食补充物的保健和防病作用的科学研究。
少食者健 数十年来，研究人员已经知道，饮食比正常小鼠低三分之一热量的小鼠，寿命要延长40%，这个结论也适用于其他哺乳动物。南美厄瓜多尔比尔曼村人口不满一千人，但超过百岁的达九人之多。他们饮食少、且为粗茶淡饭，一天摄取1200卡的热量，不吃肉或蛋，饮食内容多是小麦、玉蜀黍、马铃薯、秋蕉、葡萄等谷菜果食。 少食者长寿，确是有依据的。吃得愈少活得愈久一项研究表明，实验室里的老鼠摄取的热量愈少，活得愈久，即使年纪大了才减少热量摄取也不例外。研究显示，减少老鼠摄取的热量，可以收到立即良好成果，不但老鼠寿命延长六个月，其罹患癌症的比率也降低。美国国家科学院学报刊登的研究报告也显示，即便得了癌症，减少热量摄取也可以减缓肿瘤的成长。比如减少热量摄取的结果，老鼠的肿瘤死亡率从80%减少到67%。洛杉矶加州大学科学家席宾德勒说，年龄大的老鼠减少热量摄取，对肝脏基因产生的效果，和小老鼠节食所产生的效果相同。一些科学家经过多年研究发现，延长寿命的秘诀之一，是人只吃富含维生素与矿物质、而热量低的饮食，也就是说，饮食上保持营养适度低下(但不是营养不良)。这办法经实验室证明非常成功。以这种方式实验的老鼠，原先只有两年左右的寿命，现在可以活到四年以上，并且还维持著青壮年的行为与外貌。虽然目前还不知道节食是如何让动物长寿的，但研究发现，节食的动物体内线粒体的基因突变较少，一些组织中的细胞死亡也较少。因此科学家认为这可能是节食延缓衰老的主要机理之一。下决心管住嘴巴吃得太多常有几种原因，一是有些生活条件不错的人，不懂得惜福，不考虑营养、而只顾自己的嗜好，看到美食就忍不住。第二种是想摄取充分的营养而勉强地多吃的人。有的人因为活动激烈，生理上需要多量的热量。但为了营养而大吃是愚昧的。多余的营养决不能为身体所吸收，反而会成为肝、肾中毒的因素。吃得太多的人肝脏常肥大，这是因为不调合地吃了多量东西，而胃肠需要把它消化而借力于肝脏。排泄量愈多，肝脏的负担也愈重。而肾脏也因为吃得太多太好的原因，同样地处于不健康的状态。许多疾病都是源于管不住自己的嘴巴。日本横尾医学博士在其所著「快食、快便、快眠」一书中，有如下一节：「糖尿病的发生是因为长年的过食、过饮美食，而使胰脏中的内分泌器官发生故障，因而引起的。因此糖尿病的预防方法是不要肉食、美食，平常不可暴饮、暴食。大食以后，胃肠因过分地膨大，致使通过它后侧的大动脉受到压迫，血液的循环受到了抵抗，而促使血压高涨。血压高是脑出血的直接原因。」许多疑难杂症的起因，也在于摄取饮食的方法不当。放任食欲造成饮食过量，再加上寻求不到正确的疗法，才会变成疑难杂症。而有心者即使不实行任何一种健康方法，只要肯维持少量饮食，就能够毫无病痛地活到八、九十岁，这类长寿者大有人在。精神状况得到改善吃得太饱，总会想打瞌睡，这是多人曾有过的经验。如果适当节食，少食者的体质一旦产生变化，睡眠时间多半也会缩短，本来每天要睡八小时的人，只需睡五、六个小时就足够。其实，身体若真是非常健康，一、二天空腹也是稀松平常的事。一、二餐不吃就产生虚脱感的人，很可能是胃下垂或潜在性糖尿病等疾病的征兆。真正健康的人，一、二餐不吃，绝对不会觉得没有力气，或是冒冷汗，头晕目眩。「吃得愈少，身体愈健康。身体愈健康，就愈轻盈。身体愈轻巧，身心就愈清爽，心身爽朗，智慧就愈开明，愈有智慧，才能愈发灵巧。」这是一些少食主义者的体会。一些少食实践者说，最初肚子饿的时候，会出现异常的虚弱感，或是头晕目眩，心悸亢进、头疼等症状，但经过这时期以后，身体会突然转变得清爽起来，虽然空腹也还是精神奕奕，工作也充满了活力。即使稍微工作过度，也不会觉得疲劳。一旦养成少食的习惯，睡眠时间不但会缩短，身心都会感到愉快，不易疲劳，头脑清晰，比别人有加倍的体力工作。吃得多，身体愈笨重，人也愈懒散，心情就愈黯淡。智慧会不开，才能就笨拙。而一些有识之士虽然身份富贵，却不片面追求口舌之欲，过著粗茶淡饭的生活，尽享天年。长寿两理论互相关联人的寿命长短，除了遗传因素之外，行为方式也极为重要。这方面有两种长期被关注的理论。一是吃七八分饱更长寿，二是体温较低能增加寿命。前一个理论得到较多的研究结果证实，而第二个理论也得到验证，两者之间且有密切联系。正常人的体温平均是摄氏37度，但最近的一项研究发现，如果就寿命而言，摄氏5度可能更好。把小鼠的正常体温降低5摄氏度，它们的预期寿命最高可增加20%，这相当于人增加了7到8年的寿命。这个结果提示，人的血液温度低一些可能延长寿命。另一方面，饮食中的热量少三分之一的小鼠或哺乳动物的体温，又会下降5摄氏度或更多。是低体温有助于延缓衰老，还是低热量饮食导致了低体温呢？为了找到其中的奥秘，研究人员利用遗传工程的方法降低小鼠的体温。他们把一种基因植入小鼠大脑下丘脑和靠近该区域感知和控制体温的一群脑细胞中，让大脑误以为身体温度较高而发出降温指令，使得小鼠的身体降温3~5摄氏度。降温后雌鼠的预期寿命延长20%，而雄鼠延长12%。这个研究证明，限制饮食的抗衰老效果是与低体温相联系的。其中的原理可能是，低体温延缓了新陈代谢和身体其他副产品的产生，如自由基。而自由基是损害细胞和促使细胞衰老的元凶。由此，也使得细胞的寿命延长，因而增加了寿命。
扫描版（部分文字乱码）分子生物学技术在动物营养学上的应用及其发展前景(上)摘要：本文从营养与基因表达调控、基因工程、转基因等三个方面综述了分子生物学技术在动物营养学中应用的最新进展，并对动物营养学的发展前景作了展望。自从发现双螺旋结构以来，分子生物学取得了飞跃性的发展，形成了以基因工程为主要内容的的现代分子生物学技术@在生物学、医学等研究中得到广泛的应用，几乎渗透到生命科学的每一个领域，成为研究和揭示生命现象本质和规律的一种重要工具。当前，世界各国都将分子生物学纳入本国科技发展的重点，可以预见，"21世纪将是生命科学的世纪，全世界所共同面临的许多重大问题，诸如饥饿与营养、疾病、能源与环境污染等问题的根本解决，在很大程度上将依赖于分子生物学技术的发展和应用。及时全面的了解和掌握分子生物学理论和技术的发展动态及研究热点，将具有重要的意义。就目前来看，我国动物营养学方面的研究工作基本尚处在机体水平：即在机体水平上研究各种营养素对机体的作用、在机体内的代谢与平衡、影响机体吸收营养素的因素等问题。分子水平方面的研究还刚刚起步，尚处于初级阶段。动物机体的生理病理变化，如生长发育、新陈代谢、遗传变异、免疫与疾病等，就本质而言，都是动物基因的表达调控发生了改变的结果，许多生理现象的彻底阐明，最终需要在基因水平上进行解释，所以动物营养学的各方面研究应与分子生物学技术，尤其是基因工程技术相结合，从分子水平上来解释各种营养素对机体的作用机制、动物机体的生理病理变化等问题，这也是动物营养学今后发展的必然趋势之一。*营养与基因的表达调控随着分子生物学技术不断发展，越来越多与代谢有关的动物基因被克隆和鉴定，人们对营养与基因调控的关系越来越感兴趣。营养与动物基因表达调控的研究已成为当今动物营养学研究的一个热点领域；如何通过改变日粮组成成分来调节体内相关基因的表达，从而使动物体处于最佳生长状况已成为现代动物营养学研究的重点；通过营养对动物基因表达的调控途径及其机制的研究，将为人们如何更加有效地对某些特定有益基因的表达提供理论依据。已有大量证据表明，主要的营养物质如糖、脂肪酸、氨基酸以及一些微量元素（如锌）对动物体内许多基因的表达都有影响。!"!营养对磷酸烯醇式丙酮酸激酶基因表达的调控PEPCK是动物肝和肾中糖元异生作用的关键酶，目前较为研究清楚的是日粮中糖含量对PEPCK基因表达的调控。糖类对PEPCK的调控主要是通过对其启动子的作用，当动物进食含有大量糖类的饲料时，PEPCK的启动了就会关闭，从而导致ABA8C水平大幅度下降，而当禁食或饲喂高蛋白质低糖的饲料时，PEPCK的启动子就会处于打开状态，从而PEPCK水平得到大幅度提高，其具体调控机制大致如下：?556D4（*0)#）等通过对大鼠ABA8C基因的分析表明，ABA8C基因启动子位于1 E+至F#,之间，其中包含了大多数激素调控基因转录所必需的组织特异性调控元件。日粮中糖的含量水平会影响胰岛素、;?GA等激素的相对水平，而胰岛素与;?GA等激素相对水平又会影响到特异性!"#!转录因子的活性，特异性转录因子与$%$&’启动子上的相应调控元件结合与否，又会影响$%$&’基因的表达(，)。现有大量证据表明，$%$&’基因一系列复杂的调控元件中，有包括胰岛素、甲状腺激素、糖皮质激素、视黄酸对$%$&’基因转录的正调控元件和胰岛素对$%$&’基因转录的负控调元件，在上述调控元件中，*+,$调控元件-&%/和$(-0/调控元件是最重要的两种，*+,$对$%$&’基因的诱导和胰岛素对$%$&’基因的抑制作用就是通过这两个调控元件来进行调控的。因此，当进食含大量糖类的饲料时，由于*+,$水平的急剧下降以及胰岛素水平的急剧上升，从而抑制$%$&’基因的表达，导致肝中$%$&’水平大幅度下降，当禁食或饲喂高蛋白低糖的饲料时，则情况恰好相反。!"#营养对脂肪酸合成酶（$%&）基因表达的调控1+2是脂肪酸合成的主要限制酶，存在于脂肪、肝脏及肺等组织中，在动物体内起催化丙二酰&3+连续缩合成长链脂肪酸的反应，其活性高低将直接控制着体内脂肪合成的强弱，从而影响整个机体中脂肪的含量。有关营养与1+2基因的表达调控，2!4!&56789-:;;(/曾报道：糖类能诱导1+2基因的转录，而脂肪则抑制这种诱导的表达。&3<=9等（:;;>）试验研究也表明，当给禁食后的成年鼠饲喂含高糖低脂肪的饲料时，1+2基因的表达就增强，而且相应的?@+含量的增加幅度与碳水化合物的摄入量也成正比。糖类对1+2基因表达的影响。为区分活体中激素水平变化的协同作用，13?,葡萄糖的作用效果。最近H3I73J等-:;;G/试验研究也表明，在成年大鼠肝细胞培养物中G E磷酸E"E脱氧葡萄糖水平与1+2的?@+含量呈正相关。因此G E磷酸E"E脱氧葡萄糖极有可能是参与1+2基因表达的重要中间代谢物。脂肪对1+2基因表达的影响。&56789-:;;(/的研究表明，脂肪抑制1+2基因表达主要与脂肪抑制1+2基因转录的能力和脂肪中脂肪酸的碳链长度、双键位置和双键的数量有关，饱和脂肪酸和（J E;）族脂肪酸不能抑制1+2基因的表达，多不饱和脂肪酸（$K1+）中的-J E G/和-J E(/族脂肪酸是1+2基因的有效抑制剂，研究表明，日粮中$K1+可使1+2?@+的水平降低D>C E;>C。蛋白质对1+2基因表达的影响。,I5LJ97-:;;:/研究表明，高蛋白饲粮将抑制猪脂肪组织中1+2基因的表达，脂肪组织中1+2基因的?M@+的含量会显著下降：用蛋白质含量分别为:)C、:#C、")C的日粮饲喂G>E::>8N的肥育猪，其脂肪组织中1+2?@+的含量分别下降了#!:)C、::!D(C和)#!"C。由此可见日粮蛋白质将会影响脂肪组织中1+2基因的表达，但这种调控具体发生在哪个水平及其作用机理目前还不清楚。!"’营养对()*+,*基因表达的影响长期以来，我国商品猪的瘦肉率较国际优良品种低，而目前常规的育种方法已很难使之有大幅度的提高。因此OP6JN等（:;;)）小鼠3Q基因的克隆成功为这方面的研究提供了新的思路。由于R9=SIJ基因具有可以大大降低动物体脂含量这一特性，因此通过营养对R9=SIJ基因表达调控的研究，将有助于深入了解R9=SIJ对动物体重的调控机制。王方年等（:;;;）研究表明，浓度从B??35 TR到:>??35 T R葡萄糖可以显著地促进脂肪细胞中59=SIJ基因的表达。!"-营养与神经肽（/）基因表达的影响@$U是一种含(G个氨基酸残基的生物活性多肽，在体内具有收缩血管、影响激素分泌、调节生物节律及摄食行为等多种生物学功能，其中促进动物采食是@$U最主要的功能之一。试验研究表广东饲料第;卷第G期">>>年:"月综述广东饲料第#卷第$期"%%%年&"月综述明，限饲特别是限制能量采食将会显著提高’()在下丘脑中的表达量，*+,-等（#/）在限饲、低碳水化合物、低脂肪、低蛋白质日粮组成的试验条件下，发现下丘脑中’()0 1’2显著提高345。!"#微量元素对基因表达的调控&!4!&锌对基因表达的调控锌作为动物体的一种必需微量元素，具有增强机体免疫功能、促进细胞增值分化、参与核酸蛋白质代谢、维持细胞周期正常进行等生物学功能。上述作用以前曾被认为主要是由于含锌酶活性的改变以及对细胞信号传导系统产生影响的结果，但近年来的研究表明，事实并不如此，锌主要是通过对基因的转录和表达的影响而产生一系列的生物学效应。6,7+:;#<=认为，锌离子是>’2聚合酶的一个重要组成成分，锌对于维持>’2聚合酶的活性具有相当的重要性；另外锌通过影响1’2聚合酶活性及转录因子的作用，能够导致基因转录异常，从而使蛋白质表达也发生变化；还有饲料中锌的含量，可以通过影响金属调节蛋白的转录活性而影响金属硫蛋白（6?）基因的表达，@A88,BC:等（#3）认为可将6?基因的表达量作为体内锌状况的重要衡量指标。67’C88;#4=发现低锌日粮限制动物生长的直接原因是由于低锌抑制了体内DEF G D、EH受体、EH结合蛋白等基因的表达。&!4!"其他微量元素对基因表达的调控镉、铜、汞等元素的增加将显著提高6?基因的表达量。I+JA;#/=研究表明高铜将显著提高体内EH基因的表达水平。IC+K,:LK等（M$）认为铁可以通过控制01’2的稳定性和翻译过程，调节铁蛋白的水平。"基因工程技术所谓基因工程，就是按照人们的意愿在体外获得目的基因，再按预先的设计，在体外将目的基因进行酶切连接，构建成适当的表达裁体，然后导入细菌或动物细胞或机体内，以研究该目的基因的结构与功能、表达的调控机制、或者获得该基因的表达产物。分子生物学技术的核心就是基因工程，而基因克隆和表达是基因工程的核心技术。下面就抗菌肽、植酸酶，甜菜碱等，对基因工程技术在动物营养学领域中的应用作一简单阐述。$"!抗菌肽基因工程自从NJ0C:等（M&）首次从美国惜古比天蚕;HOC8JP+JKC 7KJP,:=中成功地分离到两种抗菌肽蚕素（7KJP,:）2和N后，国内外很多科学家对这一类抗菌肽进行了深入细致的研究，发现在许多昆虫、植物、哺乳动物中均有这样的多肽存在，它们由<%多个氨基酸残基组成，不同来源的多肽的氨基酸序列具有较强的保守性且共同具有如下特点：（&）’端由碱性氨基酸残基组成；（"）Q端均酰胺化；（<）绝大多数多肽在第二位均为?KP，它对杀菌活性至关重要；（/）它们都有较广的杀菌谱。其抗菌机制大致如下：抗菌肽作用于细菌的细胞膜，破坏膜的完整性，造成离子通道，最终导致细胞内含物的泄漏。由于抗菌肽具有广谱杀菌作用、相对分子量较小、热稳定、水溶性好等优点，更为重要的是抗菌肽对真核细胞几乎没有作用，仅仅作用于原核细胞和发生病变的真核细胞，在目前不少病原菌对原有抗生素逐步产生耐药性，尤其是肉用动物长期使用抗生素受到严格检查和批评时，对畜禽体内自然产生的抗菌肽功能的了解以及设计一种方法来调节动物体内自然抗菌肽的功能便显得极为重要，其中通过抗菌肽基因的克隆与表达而大量生产抗菌肽是一种较为直接而有效的方法。目前昆虫和植物抗菌肽基因工程，在国内外已有不少成功的报道，但就畜禽抗菌肽基因工程国内外尚未见报道。因此，运用基因工程技术，通过对畜禽抗菌肽的研究，对提高畜禽的抗病能力、减少甚至替代抗生素的使用将起积极的促进作用。目前，猪抗菌肽（(1 G<#）已被发现（等，M#），它是一个分子量为/3道尔顿的肽，从猪肠中分离，属于富含(KJ G 2KL的肽家族，不裂解野生型大肠杆菌，但对突变型R&"有作用，其作用机制是通过阻断蛋白质和>’2的合成，从而导致这些成分的降解。(1 G<#在一个单层囊泡中可以诱导钙的降低和电流的线性增加，此诱导与肽浓度和膜上甘油磷酸脂（带负电荷）有关。另外在猪小肠中，还发现另一种抗菌肽7KJP,:(&，它是以裂解细菌来完成杀菌作用的。2:SK99J:;#4=运用基因工程技术从猪骨髓1’2中克隆到一种新型的7>’2，其编码一个3M残基的抗菌肽’R G 8O9,:，有三个分子内二硫键，这种肽对’R G敏感型的肿瘤细胞株)2Q G&有裂解活性，但不裂解红血球细胞。;!"#!分子生物学技术在动物营养学上的应用及其发展前景$下%郑家茂赵国芬许梓荣!"!植酸酶的基因工程植酸酶的研究已有近’年的历史，植酸酶作为一种单胃动物的饲料添加剂，其饲喂效果已在世界范围内得到广泛的确证，随着饲料工业的发展和分子生物学的兴起，从(’年代开始的植酸酶的分子生物学研究，已成为世界性的研究热点之一。目前国内外研究的主要思路集中在通过基因工程这一手段解决饲用植酸酶的两个主要问题：一个是植酸酶在天然材料中表达水平太低，这造成植酸酶难以大量生产及生产成本过高的问题，通过基因工程技术，利用生物反应器则有望成百上千倍地提高它的表达量；另一个问题是天然植酸酶的一些酶学性质，如耐温性，/0适性、催化活性等不能完全适合饲料加工业和养殖业的要求，利用基因工程手段在分子水平上对植酸酶基因进行改造，从而提高其在饲料中使用的有效性。#!#!&在微生物中高效表达植酸酶基因目前，植酸酶基因表达的研究主要集中在来源于曲霉的植酸酶基因/123和/425上。06789:;<=>?4@8等$&(("%将来源于3!A:BCDDEFFG"&"-的/123基因导回原菌株，使/12基因的拷贝数增加到&-个以上，从而使植酸酶的表达量提高到,H’’C I D4。J174:B1等（&((-）在3!K72L6?中表达来源于酵母的植酸酶基因和来源于3!;:操纵元能在烟草中表达，因此将’/01研究室得到的%&’操纵元;!:?@7A,片段导入烟草，探讨甜菜碱是否能表达是一个诱人的研究领域。"转基因技术转基因技术是指用实验手段，将外源基因导入动物细胞或动物受精卵中，由此稳定整合到动物基因组，并能遗传给子代。目前常用的转基因技术主要有：显微注射法；胚胎多能干细胞虫；精子裁体法；反转录病毒载体法以及电转移技术等等，其中显微注射法是最常用、最有效的基因导入技术。目前培育成功的转基因动物绝大部分是采用该方法获得的。最早的转基因动物是将疱疹病毒基因与BCDE早期启动子联在一起，用显微注射法导入小鼠受精卵获得的转基因小鼠。目前，在动物营养领域转基因技术的研究主要包括："!3提高动物生长性能生长激素$FG+在动物生产中基本上采用注射方法，虽然有一定的促生长作用，但程序复杂繁琐，解决思路之一就是采用转基因技术。G(11&/等$35;8+人生长激素$HFG+转基猪研究成功，这种转基因猪的生长速度比对照组高出38I，日增重可达3#:"J，饲料利用率提高#3I，采食量减少#EI，陈永福$3553+用自己构建的融合基因KL9 M NFG获得了转基猪，其生长速度提高33!;I O 3D!#I，饲料利用率提高3EI。另外，转基因羊、转基因鸡、转基因兔、转基因牛、转基因鱼等研究也相继获得成功。"!#改变动物体内的代谢途径动物营养研究表明，有些生长发育和维持所必需的营养物质必须由外界供给，例如赖氨酸，但是否可以不必由外界供给呢？可行的方案不外乎这么两种：一种是重建动物体内某些丢失的代谢途径；另一种是导入目前在动物体内尚未发现的代谢途径。转基因技术的出现提供了通过改变动物代谢途径从而让动物自身合成赖氨酸的可能性。-&&等$355E+已经清楚大肠杆菌合成赖氨酸途径中的酶基因编码，运用基因转移技术也证明了在细胞中施行这些途径的可行性，因此-&&等提出设想：把赖氨酸在微生物中生物合成的途径导入动物体内，使动物自身就能合成赖氨酸。"!"提高动物产毛性能由于胱氨酸在羊瘤胃中降解，所以饲料中加入胱氨酸并不能提高产毛量。因此能够得到一种自身合成胱氨酸的转基因羊，将会大大提高羊毛产量。P(/Q$3553+发现某些细菌能将硫固定并转化为胱氨酸，他们分别在大肠杆菌和沙门氏菌中分离到了丝氨酸乙酸转移酶基因和K 4乙酰丝氨硫化氢解酶基因，并且将这两种基因与金属硫蛋白$L9+基因启动子联接；并在"R端装上FG基因的序列，然后将这组调控序列通过转基因技术导入羊体内而得到高产羊毛转基因绵羊。D展望综上所述，以基因工程为核心的分子生物学技术应用于动物营养学研究领域，具有很大的潜力，它不仅为动物营养学研究提供了一套全新的技术和方法，而且可在基因水平上解决许多动物机体生理病理变化、营养素的代谢调节机制以及其与机体的相互关系等问题。我们可以设想，基因工程抗菌肽完全可以减少甚至替代抗生素的使用；随着转基因技术的日益完善，各种生长性能优越的动物新品种将层出不穷；用转基因动物来大量生产各种生理活性物质，也将成为现实。无可置疑，#3世纪是高新技术畜牧业应用大发展的时期，以基因工程为主导的分子生物学技术将会为我国的畜牧业的发展开辟广阔前景。
扫描版（部分文字乱码）分子生物学技术在动物营养学上的应用及其发展前景(上)摘要：本文从营养与基因表达调控、基因工程、转基因等三个方面综述了分子生物学技术在动物营养学中应用的最新进展，并对动物营养学的发展前景作了展望。自从发现双螺旋结构以来，分子生物学取得了飞跃性的发展，形成了以基因工程为主要内容的的现代分子生物学技术@在生物学、医学等研究中得到广泛的应用，几乎渗透到生命科学的每一个领域，成为研究和揭示生命现象本质和规律的一种重要工具。当前，世界各国都将分子生物学纳入本国科技发展的重点，可以预见，"21世纪将是生命科学的世纪，全世界所共同面临的许多重大问题，诸如饥饿与营养、疾病、能源与环境污染等问题的根本解决，在很大程度上将依赖于分子生物学技术的发展和应用。及时全面的了解和掌握分子生物学理论和技术的发展动态及研究热点，将具有重要的意义。就目前来看，我国动物营养学方面的研究工作基本尚处在机体水平：即在机体水平上研究各种营养素对机体的作用、在机体内的代谢与平衡、影响机体吸收营养素的因素等问题。分子水平方面的研究还刚刚起步，尚处于初级阶段。动物机体的生理病理变化，如生长发育、新陈代谢、遗传变异、免疫与疾病等，就本质而言，都是动物基因的表达调控发生了改变的结果，许多生理现象的彻底阐明，最终需要在基因水平上进行解释，所以动物营养学的各方面研究应与分子生物学技术，尤其是基因工程技术相结合，从分子水平上来解释各种营养素对机体的作用机制、动物机体的生理病理变化等问题，这也是动物营养学今后发展的必然趋势之一。*营养与基因的表达调控随着分子生物学技术不断发展，越来越多与代谢有关的动物基因被克隆和鉴定，人们对营养与基因调控的关系越来越感兴趣。营养与动物基因表达调控的研究已成为当今动物营养学研究的一个热点领域；如何通过改变日粮组成成分来调节体内相关基因的表达，从而使动物体处于最佳生长状况已成为现代动物营养学研究的重点；通过营养对动物基因表达的调控途径及其机制的研究，将为人们如何更加有效地对某些特定有益基因的表达提供理论依据。已有大量证据表明，主要的营养物质如糖、脂肪酸、氨基酸以及一些微量元素（如锌）对动物体内许多基因的表达都有影响。!"!营养对磷酸烯醇式丙酮酸激酶基因表达的调控PEPCK是动物肝和肾中糖元异生作用的关键酶，目前较为研究清楚的是日粮中糖含量对PEPCK基因表达的调控。糖类对PEPCK的调控主要是通过对其启动子的作用，当动物进食含有大量糖类的饲料时，PEPCK的启动了就会关闭，从而导致ABA8C水平大幅度下降，而当禁食或饲喂高蛋白质低糖的饲料时，PEPCK的启动子就会处于打开状态，从而PEPCK水平得到大幅度提高，其具体调控机制大致如下：?556D4（*0)#）等通过对大鼠ABA8C基因的分析表明，ABA8C基因启动子位于1 E+至F#,之间，其中包含了大多数激素调控基因转录所必需的组织特异性调控元件。日粮中糖的含量水平会影响胰岛素、;?GA等激素的相对水平，而胰岛素与;?GA等激素相对水平又会影响到特异性!"#!转录因子的活性，特异性转录因子与$%$&’启动子上的相应调控元件结合与否，又会影响$%$&’基因的表达(，)。现有大量证据表明，$%$&’基因一系列复杂的调控元件中，有包括胰岛素、甲状腺激素、糖皮质激素、视黄酸对$%$&’基因转录的正调控元件和胰岛素对$%$&’基因转录的负控调元件，在上述调控元件中，*+,$调控元件-&%/和$(-0/调控元件是最重要的两种，*+,$对$%$&’基因的诱导和胰岛素对$%$&’基因的抑制作用就是通过这两个调控元件来进行调控的。因此，当进食含大量糖类的饲料时，由于*+,$水平的急剧下降以及胰岛素水平的急剧上升，从而抑制$%$&’基因的表达，导致肝中$%$&’水平大幅度下降，当禁食或饲喂高蛋白低糖的饲料时，则情况恰好相反。!"#营养对脂肪酸合成酶（$%&）基因表达的调控1+2是脂肪酸合成的主要限制酶，存在于脂肪、肝脏及肺等组织中，在动物体内起催化丙二酰&3+连续缩合成长链脂肪酸的反应，其活性高低将直接控制着体内脂肪合成的强弱，从而影响整个机体中脂肪的含量。有关营养与1+2基因的表达调控，2!4!&56789-:;;(/曾报道：糖类能诱导1+2基因的转录，而脂肪则抑制这种诱导的表达。&3<=9等（:;;>）试验研究也表明，当给禁食后的成年鼠饲喂含高糖低脂肪的饲料时，1+2基因的表达就增强，而且相应的?@+含量的增加幅度与碳水化合物的摄入量也成正比。糖类对1+2基因表达的影响。为区分活体中激素水平变化的协同作用，13?,葡萄糖的作用效果。最近H3I73J等-:;;G/试验研究也表明，在成年大鼠肝细胞培养物中G E磷酸E"E脱氧葡萄糖水平与1+2的?@+含量呈正相关。因此G E磷酸E"E脱氧葡萄糖极有可能是参与1+2基因表达的重要中间代谢物。脂肪对1+2基因表达的影响。&56789-:;;(/的研究表明，脂肪抑制1+2基因表达主要与脂肪抑制1+2基因转录的能力和脂肪中脂肪酸的碳链长度、双键位置和双键的数量有关，饱和脂肪酸和（J E;）族脂肪酸不能抑制1+2基因的表达，多不饱和脂肪酸（$K1+）中的-J E G/和-J E(/族脂肪酸是1+2基因的有效抑制剂，研究表明，日粮中$K1+可使1+2?@+的水平降低D>C E;>C。蛋白质对1+2基因表达的影响。,I5LJ97-:;;:/研究表明，高蛋白饲粮将抑制猪脂肪组织中1+2基因的表达，脂肪组织中1+2基因的?M@+的含量会显著下降：用蛋白质含量分别为:)C、:#C、")C的日粮饲喂G>E::>8N的肥育猪，其脂肪组织中1+2?@+的含量分别下降了#!:)C、::!D(C和)#!"C。由此可见日粮蛋白质将会影响脂肪组织中1+2基因的表达，但这种调控具体发生在哪个水平及其作用机理目前还不清楚。!"’营养对()*+,*基因表达的影响长期以来，我国商品猪的瘦肉率较国际优良品种低，而目前常规的育种方法已很难使之有大幅度的提高。因此OP6JN等（:;;)）小鼠3Q基因的克隆成功为这方面的研究提供了新的思路。由于R9=SIJ基因具有可以大大降低动物体脂含量这一特性，因此通过营养对R9=SIJ基因表达调控的研究，将有助于深入了解R9=SIJ对动物体重的调控机制。王方年等（:;;;）研究表明，浓度从B??35 TR到:>??35 T R葡萄糖可以显著地促进脂肪细胞中59=SIJ基因的表达。!"-营养与神经肽（/）基因表达的影响@$U是一种含(G个氨基酸残基的生物活性多肽，在体内具有收缩血管、影响激素分泌、调节生物节律及摄食行为等多种生物学功能，其中促进动物采食是@$U最主要的功能之一。试验研究表广东饲料第;卷第G期">>>年:"月综述广东饲料第#卷第$期"%%%年&"月综述明，限饲特别是限制能量采食将会显著提高’()在下丘脑中的表达量，*+,-等（#/）在限饲、低碳水化合物、低脂肪、低蛋白质日粮组成的试验条件下，发现下丘脑中’()0 1’2显著提高345。!"#微量元素对基因表达的调控&!4!&锌对基因表达的调控锌作为动物体的一种必需微量元素，具有增强机体免疫功能、促进细胞增值分化、参与核酸蛋白质代谢、维持细胞周期正常进行等生物学功能。上述作用以前曾被认为主要是由于含锌酶活性的改变以及对细胞信号传导系统产生影响的结果，但近年来的研究表明，事实并不如此，锌主要是通过对基因的转录和表达的影响而产生一系列的生物学效应。6,7+:;#<=认为，锌离子是>’2聚合酶的一个重要组成成分，锌对于维持>’2聚合酶的活性具有相当的重要性；另外锌通过影响1’2聚合酶活性及转录因子的作用，能够导致基因转录异常，从而使蛋白质表达也发生变化；还有饲料中锌的含量，可以通过影响金属调节蛋白的转录活性而影响金属硫蛋白（6?）基因的表达，@A88,BC:等（#3）认为可将6?基因的表达量作为体内锌状况的重要衡量指标。67’C88;#4=发现低锌日粮限制动物生长的直接原因是由于低锌抑制了体内DEF G D、EH受体、EH结合蛋白等基因的表达。&!4!"其他微量元素对基因表达的调控镉、铜、汞等元素的增加将显著提高6?基因的表达量。I+JA;#/=研究表明高铜将显著提高体内EH基因的表达水平。IC+K,:LK等（M$）认为铁可以通过控制01’2的稳定性和翻译过程，调节铁蛋白的水平。"基因工程技术所谓基因工程，就是按照人们的意愿在体外获得目的基因，再按预先的设计，在体外将目的基因进行酶切连接，构建成适当的表达裁体，然后导入细菌或动物细胞或机体内，以研究该目的基因的结构与功能、表达的调控机制、或者获得该基因的表达产物。分子生物学技术的核心就是基因工程，而基因克隆和表达是基因工程的核心技术。下面就抗菌肽、植酸酶，甜菜碱等，对基因工程技术在动物营养学领域中的应用作一简单阐述。$"!抗菌肽基因工程自从NJ0C:等（M&）首次从美国惜古比天蚕;HOC8JP+JKC 7KJP,:=中成功地分离到两种抗菌肽蚕素（7KJP,:）2和N后，国内外很多科学家对这一类抗菌肽进行了深入细致的研究，发现在许多昆虫、植物、哺乳动物中均有这样的多肽存在，它们由<%多个氨基酸残基组成，不同来源的多肽的氨基酸序列具有较强的保守性且共同具有如下特点：（&）’端由碱性氨基酸残基组成；（"）Q端均酰胺化；（<）绝大多数多肽在第二位均为?KP，它对杀菌活性至关重要；（/）它们都有较广的杀菌谱。其抗菌机制大致如下：抗菌肽作用于细菌的细胞膜，破坏膜的完整性，造成离子通道，最终导致细胞内含物的泄漏。由于抗菌肽具有广谱杀菌作用、相对分子量较小、热稳定、水溶性好等优点，更为重要的是抗菌肽对真核细胞几乎没有作用，仅仅作用于原核细胞和发生病变的真核细胞，在目前不少病原菌对原有抗生素逐步产生耐药性，尤其是肉用动物长期使用抗生素受到严格检查和批评时，对畜禽体内自然产生的抗菌肽功能的了解以及设计一种方法来调节动物体内自然抗菌肽的功能便显得极为重要，其中通过抗菌肽基因的克隆与表达而大量生产抗菌肽是一种较为直接而有效的方法。目前昆虫和植物抗菌肽基因工程，在国内外已有不少成功的报道，但就畜禽抗菌肽基因工程国内外尚未见报道。因此，运用基因工程技术，通过对畜禽抗菌肽的研究，对提高畜禽的抗病能力、减少甚至替代抗生素的使用将起积极的促进作用。目前，猪抗菌肽（(1 G<#）已被发现（等，M#），它是一个分子量为/3道尔顿的肽，从猪肠中分离，属于富含(KJ G 2KL的肽家族，不裂解野生型大肠杆菌，但对突变型R&"有作用，其作用机制是通过阻断蛋白质和>’2的合成，从而导致这些成分的降解。(1 G<#在一个单层囊泡中可以诱导钙的降低和电流的线性增加，此诱导与肽浓度和膜上甘油磷酸脂（带负电荷）有关。另外在猪小肠中，还发现另一种抗菌肽7KJP,:(&，它是以裂解细菌来完成杀菌作用的。2:SK99J:;#4=运用基因工程技术从猪骨髓1’2中克隆到一种新型的7>’2，其编码一个3M残基的抗菌肽’R G 8O9,:，有三个分子内二硫键，这种肽对’R G敏感型的肿瘤细胞株)2Q G&有裂解活性，但不裂解红血球细胞。;!"#!分子生物学技术在动物营养学上的应用及其发展前景$下%郑家茂赵国芬许梓荣!"!植酸酶的基因工程植酸酶的研究已有近’年的历史，植酸酶作为一种单胃动物的饲料添加剂，其饲喂效果已在世界范围内得到广泛的确证，随着饲料工业的发展和分子生物学的兴起，从(’年代开始的植酸酶的分子生物学研究，已成为世界性的研究热点之一。目前国内外研究的主要思路集中在通过基因工程这一手段解决饲用植酸酶的两个主要问题：一个是植酸酶在天然材料中表达水平太低，这造成植酸酶难以大量生产及生产成本过高的问题，通过基因工程技术，利用生物反应器则有望成百上千倍地提高它的表达量；另一个问题是天然植酸酶的一些酶学性质，如耐温性，/0适性、催化活性等不能完全适合饲料加工业和养殖业的要求，利用基因工程手段在分子水平上对植酸酶基因进行改造，从而提高其在饲料中使用的有效性。#!#!&在微生物中高效表达植酸酶基因目前，植酸酶基因表达的研究主要集中在来源于曲霉的植酸酶基因/123和/425上。06789:;<=>?4@8等$&(("%将来源于3!A:BCDDEFFG"&"-的/123基因导回原菌株，使/12基因的拷贝数增加到&-个以上，从而使植酸酶的表达量提高到,H’’C I D4。J174:B1等（&((-）在3!K72L6?中表达来源于酵母的植酸酶基因和来源于3!;:操纵元能在烟草中表达，因此将’/01研究室得到的%&’操纵元;!:?@7A,片段导入烟草，探讨甜菜碱是否能表达是一个诱人的研究领域。"转基因技术转基因技术是指用实验手段，将外源基因导入动物细胞或动物受精卵中，由此稳定整合到动物基因组，并能遗传给子代。目前常用的转基因技术主要有：显微注射法；胚胎多能干细胞虫；精子裁体法；反转录病毒载体法以及电转移技术等等，其中显微注射法是最常用、最有效的基因导入技术。目前培育成功的转基因动物绝大部分是采用该方法获得的。最早的转基因动物是将疱疹病毒基因与BCDE早期启动子联在一起，用显微注射法导入小鼠受精卵获得的转基因小鼠。目前，在动物营养领域转基因技术的研究主要包括："!3提高动物生长性能生长激素$FG+在动物生产中基本上采用注射方法，虽然有一定的促生长作用，但程序复杂繁琐，解决思路之一就是采用转基因技术。G(11&/等$35;8+人生长激素$HFG+转基猪研究成功，这种转基因猪的生长速度比对照组高出38I，日增重可达3#:"J，饲料利用率提高#3I，采食量减少#EI，陈永福$3553+用自己构建的融合基因KL9 M NFG获得了转基猪，其生长速度提高33!;I O 3D!#I，饲料利用率提高3EI。另外，转基因羊、转基因鸡、转基因兔、转基因牛、转基因鱼等研究也相继获得成功。"!#改变动物体内的代谢途径动物营养研究表明，有些生长发育和维持所必需的营养物质必须由外界供给，例如赖氨酸，但是否可以不必由外界供给呢？可行的方案不外乎这么两种：一种是重建动物体内某些丢失的代谢途径；另一种是导入目前在动物体内尚未发现的代谢途径。转基因技术的出现提供了通过改变动物代谢途径从而让动物自身合成赖氨酸的可能性。-&&等$355E+已经清楚大肠杆菌合成赖氨酸途径中的酶基因编码，运用基因转移技术也证明了在细胞中施行这些途径的可行性，因此-&&等提出设想：把赖氨酸在微生物中生物合成的途径导入动物体内，使动物自身就能合成赖氨酸。"!"提高动物产毛性能由于胱氨酸在羊瘤胃中降解，所以饲料中加入胱氨酸并不能提高产毛量。因此能够得到一种自身合成胱氨酸的转基因羊，将会大大提高羊毛产量。P(/Q$3553+发现某些细菌能将硫固定并转化为胱氨酸，他们分别在大肠杆菌和沙门氏菌中分离到了丝氨酸乙酸转移酶基因和K 4乙酰丝氨硫化氢解酶基因，并且将这两种基因与金属硫蛋白$L9+基因启动子联接；并在"R端装上FG基因的序列，然后将这组调控序列通过转基因技术导入羊体内而得到高产羊毛转基因绵羊。D展望综上所述，以基因工程为核心的分子生物学技术应用于动物营养学研究领域，具有很大的潜力，它不仅为动物营养学研究提供了一套全新的技术和方法，而且可在基因水平上解决许多动物机体生理病理变化、营养素的代谢调节机制以及其与机体的相互关系等问题。我们可以设想，基因工程抗菌肽完全可以减少甚至替代抗生素的使用；随着转基因技术的日益完善，各种生长性能优越的动物新品种将层出不穷；用转基因动物来大量生产各种生理活性物质，也将成为现实。无可置疑，#3世纪是高新技术畜牧业应用大发展的时期，以基因工程为主导的分子生物学技术将会为我国的畜牧业的发展开辟广阔前景。
动物营养与饲料的成本分析