1、2023-2-21西北农林科技大学西北农林科技大学 动物营养与饲料科学发展趋势动物营养与饲料科学发展趋势 姚军虎姚军虎2023-2-22内内 容容1 1 传统动物营养学的基本特征传统动物营养学的基本特征2 2 国际动物营养学发展的六大趋势国际动物营养学发展的六大趋势3 3 现代动物营养学的主要任务及研究内容现代动物营养学的主要任务及研究内容4 4 饲料科学研究领域饲料科学研究领域5 5 大力开拓微观层次的营养学研究大力开拓微观层次的营养学研究2023-2-231 传统动物营养学的基本特征 思维方式：以分析方式为主思维方式：以分析方式为主 研究方法：以分析法和传统黑箱法为主研究方法：以分析法和传
2、统黑箱法为主 研究领域：饲料营养价值评定和动物营养需要研究领域：饲料营养价值评定和动物营养需要 主要特征：静态描述主要特征：静态描述 饲料营养措施：饲养标准为中心，单项措施或几项简单相加措施饲料营养措施：饲养标准为中心，单项措施或几项简单相加措施2023-2-24（1 1）营养理论由单纯关注动物生产指标扩展到饲料安）营养理论由单纯关注动物生产指标扩展到饲料安全、动物健康、畜产品品质和安全、减少环境污染等全、动物健康、畜产品品质和安全、减少环境污染等方面，研究视野更宽阔。方面，研究视野更宽阔。（2 2）现代研究手段广泛应用于饲料营养价值评定和动）现代研究手段广泛应用于饲料营养价值评定和动物营养需
3、要，表现在以下方面：物营养需要，表现在以下方面：（3 3）动物营养学研究领域空前广阔。）动物营养学研究领域空前广阔。2 2 国际动物营养学发展的六大趋势国际动物营养学发展的六大趋势2023-2-25（4 4）营养调控已成为动物营养学发展的主旋律。）营养调控已成为动物营养学发展的主旋律。（5 5）理论整合和技术系统集成已成为动物营养理论体系）理论整合和技术系统集成已成为动物营养理论体系和技术体系发展的时代特征。和技术体系发展的时代特征。（6 6）广义营养学和系统动物营养学有力促进了动物营养）广义营养学和系统动物营养学有力促进了动物营养学发展。学发展。2023-2-26 饲料营养价值评定方面饲料营
4、养价值评定方面 评定指标克服表观性。评定指标克服表观性。饲料间和饲料营养物质间组合效应为研究热点。饲料间和饲料营养物质间组合效应为研究热点。评定手段的现代化，如：快速体外试验技术、评定手段的现代化，如：快速体外试验技术、NIRNIR技术等。技术等。2023-2-27动物营养学研究范围变迁动物营养学研究范围变迁i+1 群体群体I 个体个体i-1 器官器官i-2 组织组织i-3 细胞细胞i-4 亚细胞亚细胞i-5 分子分子传统动物营养学研究层次传统动物营养学研究层次（古典和现代阶段）（古典和现代阶段）传统动物营养学研究层次传统动物营养学研究层次（近代和当代阶段）（近代和当代阶段）系统动物营养学研究
5、层次系统动物营养学研究层次2023-2-28n 生物信息是有等级次序的，而且沿着不同的层次流动。生物信息是有等级次序的，而且沿着不同的层次流动。一般说来，生物信息以这样的方向流动：一般说来，生物信息以这样的方向流动：DNA mRNA DNA mRNA 蛋白质蛋白质 蛋白质相互作用网络蛋白质相互作用网络 细胞细胞 器官器官 个体个体 群体。每个层次信息都对理解生命系统的运行提供有用的群体。每个层次信息都对理解生命系统的运行提供有用的视角。面对复杂的生命系统，必须整合所有视角的所有信视角。面对复杂的生命系统，必须整合所有视角的所有信息才有可能最终理解生命的现象。不同研究者从不同角度，息才有可能最终
6、理解生命的现象。不同研究者从不同角度，用不同的方法或技术，在不同的层次上对机体的营养代谢用不同的方法或技术，在不同的层次上对机体的营养代谢进行的观察和研究，得到各种具体的知识进行的观察和研究，得到各种具体的知识,提出各种相应的提出各种相应的理论。学习动物营养学时必须弄清各种具体的知识是从哪理论。学习动物营养学时必须弄清各种具体的知识是从哪个层次上的研究观察得来的。个层次上的研究观察得来的。2023-2-29n从科学发展史来看，任何一门科学都经历着一个由整体向局从科学发展史来看，任何一门科学都经历着一个由整体向局部，有粗略到精细的发展历程。对动物营养代谢的研究不能部，有粗略到精细的发展历程。对动
7、物营养代谢的研究不能仅停留在机体整体层次，必须逐步经过器官和组织层次深入仅停留在机体整体层次，必须逐步经过器官和组织层次深入到细胞和分子层次。而器官组织和细胞、分子层次上的研究到细胞和分子层次。而器官组织和细胞、分子层次上的研究最终又必须提高机体层次的整体水平，才能全面、完整地弄最终又必须提高机体层次的整体水平，才能全面、完整地弄清动物机体复杂的营养代谢规律。清动物机体复杂的营养代谢规律。n一般说，不能简单地把某一层次上研究所得的知识或理论用一般说，不能简单地把某一层次上研究所得的知识或理论用来解释或推论另一层次上的营养代谢规律。在动物营养研究来解释或推论另一层次上的营养代谢规律。在动物营养研
8、究中间必须注意细胞和分子，器官和组织，以及机体整体不同中间必须注意细胞和分子，器官和组织，以及机体整体不同层次研究之间的整合、协调、交叉和转化，形成一个完整的层次研究之间的整合、协调、交叉和转化，形成一个完整的理论体系。理论体系。2023-2-210n动物营养学研究已经和正在经历着从机体黑箱单层次向机体多层次（消动物营养学研究已经和正在经历着从机体黑箱单层次向机体多层次（消化道和组织代谢层次），进而向机体全层次（特别是细胞和分子层次）化道和组织代谢层次），进而向机体全层次（特别是细胞和分子层次）研究的不同发展阶段。深入对机体全层次的研究标志着动物营养学正在研究的不同发展阶段。深入对机体全层次的
9、研究标志着动物营养学正在进入新的发展时期。这是一个动物营养学大发展、大繁荣的时期，它要进入新的发展时期。这是一个动物营养学大发展、大繁荣的时期，它要求动物营养工作者必须具备新的研究思路和技能才能适应动物营养学的求动物营养工作者必须具备新的研究思路和技能才能适应动物营养学的现代化进程的需要。现代化进程的需要。n在细胞层次上进行研究时，不能简单地把在整体实验中观察到的结果直在细胞层次上进行研究时，不能简单地把在整体实验中观察到的结果直接用来推论或解释这些细胞在完整机体中的活动和功能。接用来推论或解释这些细胞在完整机体中的活动和功能。n分子营养学只是动物营养学在对机体全层次研究中间一个新的研究层次。
10、分子营养学只是动物营养学在对机体全层次研究中间一个新的研究层次。分子营养学目前刚具雏形，正处于不断完善的初级阶段。分子营养学研分子营养学目前刚具雏形，正处于不断完善的初级阶段。分子营养学研究不可能完全替代动物营养学对机体全层次的研究。究不可能完全替代动物营养学对机体全层次的研究。2023-2-211 动物营养需要研究领域动物营养需要研究领域 动物营养需要量动态模型化。动物营养需要量动态模型化。营养指标更加系统化和体现营养实质。营养指标更加系统化和体现营养实质。动物营养需要研究从整体动物水平向消化道和组织代谢动物营养需要研究从整体动物水平向消化道和组织代谢层次深入。层次深入。动物营养需要固定不变
11、的模式受到挑战，营养优化决策已动物营养需要固定不变的模式受到挑战，营养优化决策已成为动物饲养优化设计的重要组成部分。成为动物饲养优化设计的重要组成部分。2023-2-212 广义动物营养学涉及的内容广义动物营养学涉及的内容 饲料安全和卫生饲料安全和卫生 动物采食调控动物采食调控 饲料营养素的消化和吸收饲料营养素的消化和吸收 消化道微生物体系的调控消化道微生物体系的调控 营养与动物机体防御体系营养与动物机体防御体系 营养与抗氧化应激营养与抗氧化应激 营养状况评分体系营养状况评分体系2023-2-213 动物营养学的两大重要新领域动物营养学的两大重要新领域 分子营养学：营养基因组学与传统营养学方法
12、的结合，分子营养学：营养基因组学与传统营养学方法的结合，可提供营养物质代谢调节动力学信息，阐明营养物质与可提供营养物质代谢调节动力学信息，阐明营养物质与代谢疾病和免疫调节之间的相互关系。代谢疾病和免疫调节之间的相互关系。通过营养学措施降低养殖业对环境污染。通过营养学措施降低养殖业对环境污染。2023-2-214（4 4）营养调控已成为动物营养学发展的主旋律）营养调控已成为动物营养学发展的主旋律 理论研究的转变：营养需要研究转变为以营养调控为中心。理论研究的转变：营养需要研究转变为以营养调控为中心。动物机体内部营养自我调控功能和机理研究受到广泛重视。动物机体内部营养自我调控功能和机理研究受到广泛
13、重视。器官和组织间营养分配，各种营养物质代谢稳衡控制和基因组对营养器官和组织间营养分配，各种营养物质代谢稳衡控制和基因组对营养物质代谢调控影响研究不断加强。物质代谢调控影响研究不断加强。2023-2-215 动物营养应用技术由单纯营养补添为主向以营养调动物营养应用技术由单纯营养补添为主向以营养调控为主导转变。控为主导转变。模型化研究中大量使用的决定性模型和经验性模型模型化研究中大量使用的决定性模型和经验性模型向机制性模型转变。向机制性模型转变。新型调控型添加剂研究、开发活跃。新型调控型添加剂研究、开发活跃。2023-2-216（6 6）广义和系统动物营养学有力促进了动物营养学发展）广义和系统动
14、物营养学有力促进了动物营养学发展 广义营养学（广义营养学（Total NutritionTotal Nutrition）比利时）比利时C.A.AdamsC.A.Adams提出提出 a a 营养决策目标和内容由动物养殖扩展到人类整个食物链。营养决策目标和内容由动物养殖扩展到人类整个食物链。b b 营养调控措施以充分调动动物自身的调控功能和尽量利用天然的调营养调控措施以充分调动动物自身的调控功能和尽量利用天然的调节剂，少用药物和抗生素。节剂，少用药物和抗生素。c c 对饲料营养成分的研究扩展到营养活性物质。对饲料营养成分的研究扩展到营养活性物质。系统动物营养学（系统动物营养学（Systems Nu
15、trition of AnimalSystems Nutrition of Animal）卢德勋博士提出）卢德勋博士提出 a a 研究对象：动物营养系统（非实物）研究对象：动物营养系统（非实物）b b 整体思维方式：现代系统科学思维方式整体思维方式：现代系统科学思维方式 c c 研究目标和内容：实现动物营养调控研究目标和内容：实现动物营养调控2023-2-2173 3 现代动物营养学的主要任务及研究内容现代动物营养学的主要任务及研究内容主要任务：主要任务：改进改进丰富和发展传统动物营养学现有的理论和技术。丰富和发展传统动物营养学现有的理论和技术。建立新理论体系和技术体系。建立新理论体系和技术体
16、系。拓宽研究领域：器官组织间营养分配规律；基因组对拓宽研究领域：器官组织间营养分配规律；基因组对营养代谢调控；营养信息传递以及通过营养减少养殖业营养代谢调控；营养信息传递以及通过营养减少养殖业对环境污染。对环境污染。2023-2-218营养需要量研究方面需在以下方面取得进展：营养需要量研究方面需在以下方面取得进展：n 动物营养需要量模型化研究向纵深发展动物营养需要量模型化研究向纵深发展n 动物营养需要量指标由单纯黑箱指标向现代化指标体系动物营养需要量指标由单纯黑箱指标向现代化指标体系转变转变n 动物营养需要量的研究从动物整体水平向消化道和代谢动物营养需要量的研究从动物整体水平向消化道和代谢层次
17、深入层次深入n 动物营养需要量固定不变的陈旧观念受到质疑和挑战，动物营养需要量固定不变的陈旧观念受到质疑和挑战，营养优化决策已成为动物营养实用技术中的一个重要组成营养优化决策已成为动物营养实用技术中的一个重要组成部分部分2023-2-219营养需要量方面主要开展以下研究内容：营养需要量方面主要开展以下研究内容：畜禽能量、蛋白质营养需要量模型化研究。畜禽能量、蛋白质营养需要量模型化研究。与日粮营养物质利用有关的营养学参数研究。与日粮营养物质利用有关的营养学参数研究。畜禽营养需要量动态规律研究。畜禽营养需要量动态规律研究。畜禽营养需要量新指标和新技术研究。畜禽营养需要量新指标和新技术研究。2023
18、-2-220应激状态下保持动物最适免疫功能的营养需要量。应激状态下保持动物最适免疫功能的营养需要量。日粮纤维物质营养生理特性及提高纤维物质利用率技日粮纤维物质营养生理特性及提高纤维物质利用率技术措施研究。术措施研究。营养与繁殖相互关系及繁殖对营养需要量的影响。营养与繁殖相互关系及繁殖对营养需要量的影响。2023-2-221畜禽重要组织和器官对能量和蛋白质需要量的研究。畜禽重要组织和器官对能量和蛋白质需要量的研究。畜禽采食量调控的生物学机制及调控技术的研究。畜禽采食量调控的生物学机制及调控技术的研究。畜禽能量和能量载体物质评价体系建立的研究。畜禽能量和能量载体物质评价体系建立的研究。畜禽日粮营养
19、物质平衡指标和平衡技术的研究。畜禽日粮营养物质平衡指标和平衡技术的研究。畜禽营养需要优化决策软件系统研制。畜禽营养需要优化决策软件系统研制。畜禽氨基酸畜禽氨基酸、肽营养及其优化模式的研究。、肽营养及其优化模式的研究。畜禽矿物质需要量模型化研究。畜禽矿物质需要量模型化研究。2023-2-222 技术集成和创新方面技术集成和创新方面 畜禽营养调控技术及其系统集成研究。畜禽营养调控技术及其系统集成研究。畜禽营养检测技术及相关设备的研制。畜禽营养检测技术及相关设备的研制。畜禽营养预测技术及优化决策技术研究。畜禽营养预测技术及优化决策技术研究。畜禽自我营养调控功能机理和规律研究。畜禽自我营养调控功能机理
20、和规律研究。通过营养措施减少养殖业污染的技术集成研究。通过营养措施减少养殖业污染的技术集成研究。畜禽营养生理过程体外模拟技术及设备研制。畜禽营养生理过程体外模拟技术及设备研制。畜禽消化道微生物区系与营养关系研究。畜禽消化道微生物区系与营养关系研究。反刍动物瘤胃调控技术及其系统集成。反刍动物瘤胃调控技术及其系统集成。2023-2-223 新领域方面的研究新领域方面的研究基因组对主要营养物质代谢调控的生物学机制。基因组对主要营养物质代谢调控的生物学机制。营养信息传递系统的研究。营养信息传递系统的研究。门静脉灌流组织（门静脉灌流组织（PDVPDV）肝脏内营养物质流通速度和代）肝脏内营养物质流通速度和
21、代谢规律研究。谢规律研究。营养对肉蛋奶成分的调控技术研究。营养对肉蛋奶成分的调控技术研究。营养与畜禽福利相互关系的研究。营养与畜禽福利相互关系的研究。营养与畜产品安全的研究。营养与畜产品安全的研究。2023-2-224 4 4 饲料科学研究领域饲料科学研究领域影响力较大的两方面：对饲料组成的重新认识。对饲料组成的重新认识。日粮内饲料间的组合效应研究。日粮内饲料间的组合效应研究。2023-2-225饲料饲料营养物质营养物质（CH2O，EE，CP，Vit，矿物质）兼性营养物质兼性营养物质（抗营养因子和毒物）营养活性物质营养活性物质（抗氧化物质，抗微生物物质，寡糖类，酶类，乳化剂，色素，风味剂）20
22、23-2-226饲料营养价值评定方面应在以下方面取得的重大进展：饲料营养价值评定方面应在以下方面取得的重大进展：所使用的指标由单纯黑箱指标向现代化指标体系转变所使用的指标由单纯黑箱指标向现代化指标体系转变 日粮饲料原料营养价值可加性（日粮饲料原料营养价值可加性（additivityadditivity）原则受到挑）原则受到挑战，组合效应研究正在成为热点战，组合效应研究正在成为热点 评定手段现代化大大提高了饲料营养价值评定的研究水平评定手段现代化大大提高了饲料营养价值评定的研究水平2023-2-227 兼性营养物质低水平时具有营养活性，高水平时有害。兼性营养物质低水平时具有营养活性，高水平时有害
23、。营养物质和营养活性物质高水平时对代谢有负面作用。营养物质和营养活性物质高水平时对代谢有负面作用。营养活性物质的功能：营养活性物质的功能：抗氧化和抗微生物抗氧化和抗微生物 影响消化和吸收影响消化和吸收 影响采食影响采食 影响免疫影响免疫 抗病力和动物健康抗病力和动物健康2023-2-228 饲料科学研究领域饲料科学研究领域饲料内营养活性物质及其营养活性研究。饲料内营养活性物质及其营养活性研究。饲料内营养物质、营养活性物质及其营养活性的研究饲料内营养物质、营养活性物质及其营养活性的研究和开发。和开发。饲料间组合效应及其生物学机制研究（见下页）。饲料间组合效应及其生物学机制研究（见下页）。饲料间组
24、合效应评价体系研究。饲料间组合效应评价体系研究。2023-2-229影响食糜流通速度和滞留时间影响食糜流通速度和滞留时间影响反刍动物瘤胃缓冲能力、瘤胃发酵底物的相互竞影响反刍动物瘤胃缓冲能力、瘤胃发酵底物的相互竞 争、争、瘤胃微生物区系和发酵模式以及微生物蛋白质产量瘤胃微生物区系和发酵模式以及微生物蛋白质产量影响内源营养物质的周转影响内源营养物质的周转影响日粮能量浓度影响日粮能量浓度影响消化酶的渗透和营养物质的吸收影响消化酶的渗透和营养物质的吸收影响吸收后的营养物质平衡影响吸收后的营养物质平衡影响动物本身自我营养调控功能运行影响动物本身自我营养调控功能运行在分子水平影响基因的表达在分子水平影响
25、基因的表达饲料组合效应所涉及的可能机制饲料组合效应所涉及的可能机制2023-2-230利用生物工程技术提高饲料利用率，合成新型饲料添加剂。利用生物工程技术提高饲料利用率，合成新型饲料添加剂。益生素、前生素和合生素的研究与开发。益生素、前生素和合生素的研究与开发。新型营养调控剂的研究与开发。新型营养调控剂的研究与开发。快速简便的饲料分析技术和设备的研制。快速简便的饲料分析技术和设备的研制。粗饲料品质评定技术的研究。粗饲料品质评定技术的研究。利用植物遗传育种技术提高天然牧草和谷物饲用价值的研究。利用植物遗传育种技术提高天然牧草和谷物饲用价值的研究。2023-2-2315 5 大力开拓微观层次的营养
26、学研究大力开拓微观层次的营养学研究 研究目标研究目标 研究在细胞和亚细胞水平营养物质代谢、动态变化、研究在细胞和亚细胞水平营养物质代谢、动态变化、运行机制以及整体调节机制；研究营养物质与基因之间运行机制以及整体调节机制；研究营养物质与基因之间的相互作用（包括营养物质之间、营养物质与基因之间、的相互作用（包括营养物质之间、营养物质与基因之间、营养物质与各种调节因子之间以及基因与基因之间的相营养物质与各种调节因子之间以及基因与基因之间的相互作用）以及对动物机体生产性能、健康影响的规律和互作用）以及对动物机体生产性能、健康影响的规律和机制。机制。2023-2-232大力开拓微观层次的营养学研究大力开
27、拓微观层次的营养学研究 研究任务研究任务 筛选和鉴定机体对营养物质做出反应的基因 明确日粮因素调节基因的功能 研究营养物质对基因表达和基因组结构的影响及其作用机制 筛选和鉴定机体对营养物质做出反应存在差异的基因多态性或变异；研究基因多态性或变异对营养物质消化、吸收、代谢和排泄的影响及其对生理功能的影响；基因多态性对营养需要量的影响；基因多态性对动物营养代谢疾病发生、发展和疾病严重程度的影响 营养信号传导系统及其机制的研究 营养基因组学、蛋白质组学和代谢物组学的研究 在分子水平阐明营养物质对动物生产性能、健康以及畜产品品质和安全的生物学机制2023-2-233大力开拓微观层次的营养学研究大力开拓
28、微观层次的营养学研究 研究思路研究思路既要单个方面的研究又要注意多个方面的综合，在同一既要单个方面的研究又要注意多个方面的综合，在同一层次上必须坚持各个亚层次知识整合：在不同层次间强层次上必须坚持各个亚层次知识整合：在不同层次间强调科学的转化调科学的转化这一领域的研究重点在执行系统（这一领域的研究重点在执行系统（operating systemoperating system）和调节系统（和调节系统（regulating systemregulating system）运行机制和相互关）运行机制和相互关系以及营养信号传导途径方面系以及营养信号传导途径方面此领域的研究必须始终坚持营养因素为中心，加强对营此领域的研究必须始终坚持营养因素为中心，加强对营养养基因基因环境三者相互关系的研究环境三者相互关系的研究2023-2-234 谢谢 谢谢！
