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假单胞菌解毒酶降解饲料中呕吐毒素的作用机制
  • 项目名称:假单胞菌解毒酶降解饲料中呕吐毒素的作用机制
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:31072042
  • 申请代码:C170105
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2011-01-01-2013-12-31
  • 项目负责人:黄瑞林
  • 负责人职称:研究员
  • 依托单位:中国科学院亚热带农业生态研究所
  • 批准年度:2010
中文摘要:

呕吐毒素对畜牧业危害巨大,经常导致动物免疫抑制或中毒,降低生产性能。化学合成的去毒剂对营养成分破坏较大,残留问题严重,去毒效果不理想。本课题组在前期探索中,从健康鲶鱼的肠道中分离得到一株假单胞菌,其分泌的胞外代谢产物可以完全消除样品中的呕吐毒素,并同时对单端胞霉烯族的其他几种毒素均有消除作用。本研究对其作用机理提出三种假设(1)与呕吐毒素的毒性基团结合,使其失去毒性;(2)直接破坏呕吐毒素的分子结构;(3)与呕吐毒素形成复合物使其不能被吸收。 本研究拟对假单胞菌发酵产物中的解毒酶进行分离提纯,通过体外解毒试验和动物试验,研究解毒酶的作用过程,对上述假说进行验证。评价解毒酶作为饲料添加剂的安全性及其在动物消化道内发挥解毒作用的有效性,为呕吐毒素解毒提供新的方法。研究旨在为应用生物技术合成解毒酶奠定基础,开发新型环保饲料添加剂。

结论摘要:

呕吐毒素(DON)广泛存在于我国谷类作物当中,是威胁我们食品安全问题的巨大杀手,能导致畜禽和人类一系列的代谢疾病。长期以来人们一直缺乏应对DON污染问题的理想手段,传统的物理、化学解毒法均存在一定的局限性。本项目以对DON最敏感的动物——猪为模型,尝试利用某些功能性营养素调控或阻遏DON发挥其损伤作用的相关通路,探索精氨酸、谷氨酸和复合抗菌肽等对摄入DON污染食品处于亚健康状态群体的缓解作用,研究表明,DON能显著抑制了葡萄糖和丙氨酸在浆膜侧的积累,同时使甘露醇的透过率显著上升;而饲喂Arg后仔猪空肠甘露醇透过率有所下降,达显著水平,这提示Arg能保护肠道的屏障功能。DON能显著抑制仔猪营养物质转运载体SGLT1、GLUT2、LAT1和CAT1在肠道中的表达,对肠道EAAC1、ASCT2、b0+AT和 PepT表达没有影响;而通过Arg的添加,仔猪肠道SGLT1和LAT1表达增加。因此,Arg对摄入DON污染日粮的仔猪具有保护作用。谷氨酸可以通过上调mTOR信号通路而提高机体蛋白的沉积,有明显的促生长作用。因此谷氨酸能够提高断奶仔猪生长性能。2% Glu能使GLU、CK和AST显著降低,使TP显著升高。2%的Glu能使肝脏指数、肾脏指数和胰腺指数显著降低,脾脏指数升高;使空肠、回肠绒毛高度显著增高,淋巴细胞数量显著降低,隐窝深度显著降低。0.4%的CAP能使摄入4mg/kgDON污染日粮的仔猪日增重提高,而料重比显著降低;使肝脏增生的形态学变化得以复原,而对其它脏器指数无显著影响;使血小板(PLT)和血小板分布宽度(PDW)显著升高;使TP升高,ALP、AST和ALT降低,达显著水平; DON能使空肠和回肠上皮细胞增殖细胞核抗原(PCNA)表达量均显著升高;使肠上皮细胞Caspase-3活性显著降低;使血浆D-乳酸和DAO活性含量显著降低。DON能够抑制mTOR信号通路从而抑制蛋白质合成,而CAP能够缓解DON对蛋白质合成的影响。总之, DON的刺激降低了仔猪的生长性能、免疫功能和抗氧化能力,而添加CAP能有效的提高生长性能,减轻器官的损伤,降低DON对仔猪的毒性。添加DON能够引起肠道的通透性增加、绒毛损伤、肠细胞凋亡和蛋白质合成的降低,而添加CAP能发挥肠道损伤修复作用。为营养调控手段解决DON污染问题提供参考。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
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