（动物营养与饲料科学专业论文）纳米氧化铈对蛋鸡消化酶活性及基因表达的影响.pdf

独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塑兰垦盔些盘鲎或其他教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：土耳萄 签字同期：z 口“年多月立同 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塑皇垦盔些盘堂有关保留、使用学位论文的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借 阅。本人授权塑皇垦盔些盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：王拜确翩躲穗扣 x ，1 易 导师签名：1 9 fv k _ ， i 签字日期：弘f f 年多月立f i签字日期：f 1 年易月7 - i f i 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 电话： 邮编 摘要 i ff li ii i ii ii i ii i iflf y 18 9 7 4 2 6 本试验旨在研究纳米氧化铈对蛋鸡消化酶活性及基因表达的影响，从分子水平阐 述纳米氧化铈影响消化酶活性的作用机理。本试验选择2 6 周龄健康商品蛋鸡3 8 4 只， 随机分为4 组，每组8 个重复，每个重复1 2 只鸡。以玉米豆粕型日粮为基础日粮， 在基础日粮中分别添加0 ( i ) ，3 0 ( i i ) ，6 0 ( i i i ) ，9 0 m g k g ( ) 纳米氧化铈，预 试期l 周，试验期6 周。试验结果表明： 1 纳米氧化铈对肠道消化酶活性的影响：不同水平的纳米氧化铈对肠道胰淀粉酶 和胰蛋白酶活性有影响，对胰脂肪酶活性无显著影响( p 0 0 5 ) 。与对照组相比，1 i 组( 3 0 m g k g ) 有提高胰淀粉酶和胰蛋白酶活性的趋势，但差异不显著( p 0 0 5 ) 。i i i 组( 6 0 m g k g ) 显著降低了胰淀粉酶活性和胰蛋白酶活性( p 0 0 5 ) ，i v 组( 9 0 m g k g ) 极显著降低了胰淀粉酶活性( p o 0 1 ) ，显著降低了胰蛋白酶活性( p 0 0 5 ) 。i i i 组( 6 0 m g k g ) 显著提高了胰脂肪酶活性( p o 0 5 ) ， 显著降低了胰淀粉酶活性( p o 0 5 ) 。 3 纳米氧化铈对胰腺消化酶基因表达的影响：不同水平的纳米氧化铈对消化酶基 因m r n a 水平有影响。与对照组相比，i i 组( 3 0 m g k g ) 极显著上调了胰蛋白酶i i 基 因m r n a 水平( p 0 0 1 ) ，显著上调了胰淀粉酶、胰蛋白酶i 基因m r n a 水平( p o 0 5 ) 。i i i 组( 6 0 m g k g ) 显著上调了胰 脂肪酶基因m r n a 水平( p o 0 5 ) ，但却极显著下调了胰蛋白酶l l 基因m r n a 水平 ( p 0 0 1 ) ，显著下调了胰淀粉酶基因m r n a 水平( p 0 0 5 ) 。组( 9 0 m g k g ) 极显 著下调了胰蛋白酶l l 基因m r n a 表达水平( p o 0 5 ) i nt h ec o m p a r i s o nw i mt h ec o n t r o lg r o u p ，g r o u pi i ( 3 0 m g k g ) t e n d e dt oi m p r o v ea m y l a s ea c t i v i t y , b u tt h ed i f f e r e n c ew a sn o ts i g n i f i c a n t ( p o 0 5 ) g r o u p i l l ( 6 0 m g k g ) s i g n i f i c a n t l yd e c r e a s e da c t i v i t yo fa m y l a s ea n dt r y p s i n ( p o 0 5 ) g r o u p i v ( 9 0 m g k g ) s i g n i f i c a n t l yd e c r e a s e da m y l a s ea c t i v i t y ( p 0 01 ) a n dt r y p s i na c t i v i t y ( p o 0 5 ) g r o u p l i i ( 6 0 m g k g ) s i g n i f i c a n t l yi m p r o v e dl i p a s e a c t i v i t y ( p o 0 5 ) a n dd e c r e a s e da m y l a s ea c t i v i t y ( p 0 0 5 ) 3 e f f e c to fn a n o c e r i ao ng e n ee x p r e s s i o no fp a n c r e a t i cd i g e s t i v ee n z y m e ：t h e n a n o - c e r i as u p p l e m e n t a t i o nh a de f f e c to nm r n al e v e lo fd i g e s t i v ee n z y m eg e n e i nt h e c o m p a r i s o nw i t h t h ec o n t r o l g r o u p , g r o u p1 1 ( 3 0 m g k g ) u p - r e g u l a t e dm r n a l e v e lo f t r y p s i ni ig e n e ( p o o1 ) ，p a n c r e a t i ca m y l a s eg e n ea n dt r y p s i nig e n e ( p 0 0 5 ) g r o u pi i i ( 6 0 m g k g ) u p - r e g u l a t e dm r n al e v e lo fp a n c r e a t i cl i p a s e , b u td o w n - r e g u l a t e dm r n al e v e lo ft r y p s i n i ig e n e ( p o 0 1 ) a n dp a n c r e a t i ca m y l a s e g e n e ( p 0 0 5 ) g r o u pi v ( 9 0 m g k g ) d o w n - r e g u l a t e dm r n al e v e lo ft r y p s i ni ig e n e ( p o 0 1 ) a n dp a n c r e a t i ca m y l a s eg e n e ( p o 0 5 ) f u r t h e r m o r e ，t h ec h i c k e nt r y p s i nf a m i l y c a l lb ed i v i d e di n t ot w om e m b e r s u b f a m i l i e s ，t r y p s i nis u b f a m i l y a n d t r y p s i ni is u b f a m i l y 1 n e a c h e x p e r i m e n t f l g r o u p ，m r n al e v e lo ft r y p s i ni lg e n eo fw a s6 0 ，6 0 ，4 5a n d5 2t i m e sh i g h e rt h a nt h a to f t r y p s i nig e n e ，r e s p e c t i v e l y t h e r e f o r e , t r y p s i na c t i v i t yd e p e n d e do nm r n al e v e lo ft r y p s i n i i g e n e t h er e s u l ti n d i c a t e dt h es u p p l e m e n t a t i o no fl l a n o - c e r i at ot h ed i e tw o u l dr e g u l a t e t r y p s i ng e n ee x p r e s s i o na tt r a n s c r i p t i o n a lo rp o s t t r a n s c r i p t i o n a ll e v e l ，f u r t h e r m o r e ，a f f e c t s y n t h e s i sa n ds e c r e t i o no ft r y p s i o n k e yw o r d s ：n a n o - c e r i a ；h e n s ；d i g e s t i v ee n z y m e ；a e t i v i w , g e n ee x p r e s s i o n 目录 l 弓i 言1 1 1 稀土化合物的研究进展1 1 1 1 稀土饲料添加剂在动物体内的作用机理1 1 1 2 稀土元素在畜牧业中应用3 1 1 3 稀土的代谢调控及作为饲料添加剂的安全性5 1 2 稀土饲料添加剂的研究趋势6 1 3 家禽消化生理特点及主要消化酶的基因表达调控7 1 3 1 家禽消化生理特点。7 1 3 2 禽类主要消化酶的研究8 1 3 3 消化酶基因表达的表达与调控机制9 1 4 实时荧光定量p c r 9 1 4 1 实时荧光定量p c r 原理9 1 4 2 实时荧光定量p c r 技术中的几个关键概念9 1 4 3 实时荧光定量p c r 主要的检测方法l o 1 4 4 实时荧光定量p ( 汰的定量方法。ll 1 5 研究内容。ll 1 6 特色和创新之处 2 材料与方法13 2 1 试验材料l3 2 1 1 试验动物与试验材料1 3 2 1 2 试验设计与日粮组成1 3 2 1 3 试验动物的饲养与管理1 3 2 1 4 样品的采集与制备1 4 2 1 5 主要试剂1 4 2 1 6 主要仪器l5 2 1 7 溶液的配制l5 2 2 试验指标及测定方法1 6 2 2 1 消化酶指标16 2 2 2 胰腺组织r n a 的提取及检测17 2 2 3e d n a 的合成l8 2 2 4p c r 反j 壹18 2 2 5p c r 产物的纯化与回收1 9 2 2 6 目的基因的克隆2 0 2 2 7 质粒的提取2 l 2 2 8 荧光定量分析2 1 2 3 计算及统计方法2 3 3 结果与分析2 4 3 1 纳米氧化铈对主要消化酶活性的影响2 4 3 1 1 纳米氧化铈前肠主要消化酶活性的影响2 4 3 1 2 纳米氧化铈对胰腺主要消化酶活性的影响2 4 3 2 消化酶基因实时荧光定量p c r 条件的建立2 6 3 2 1r n a 的提取和检测结果2 6 3 2 2 胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰蛋白酶i 、胰蛋白酶i i 及b - a c t i n 基因r t - p c r 扩增结果2 6 3 2 3 胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰蛋白酶i 、胰蛋白酶i l 及1 5 - a c t i n 基因克隆质粒测序结果2 7 3 2 4 胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰蛋白酶i 、胰蛋白酶i i 及b - a c t i n 目的基因序列标准曲线的建 ：立：! ； 3 2 5 荧光定量p c r 产物的特异性3 0 3 3 纳米氧化铈对胰腺主要消化酶基因表达水平的影响3 1 3 3 1 纳米氧化铈对胰淀粉酶基因表达水平的影响3 l 3 3 2 纳米氧化铈对胰脂肪酶基因表达水平的影响3 l 3 3 3 纳米氧化铈对胰蛋白酶i 基因表达水平的影响3 2 3 3 4 纳米氧化铈对胰蛋白酶i i 基因表达水平的影响。3 3 3 3 5 纳米氧化铈对胰淀粉酶、胰脂肪酶、胰蛋白酶i 及胰蛋白酶i i 基因m r n a 表达动态的 影响。3 3 4 讨论：1 6 4 1 纳米氧化铈对主要消化酶活性的影响 4 2 消化酶基因r e a l - t i m er t - p c r 条件的建立3 6 4 2 1r n a 的质量。3 7 4 2 2 内参基因的选择3 7 4 2 3 相对定量方法及标准品的选择3 7 4 3 纳米氧化铈对胰腺主要消化酶基因表达水平的影响3 8 4 3 1 纳米氧化铈对胰淀粉酶基因表达水平的影响3 9 4 3 2 纳米氧化铈对胰脂肪酶基因表达水平的影响4 0 4 3 3 纳米氧化铈对胰蛋白酶基因表达水平的影响4 0 1 ；结论z l ：! 参考文献4 3 在读期间发表论文5 l 作者简介5 2 致谢5 4 纳米氧化铈对蛋鸡消化酶活性及基因表达的影响 1 引言 稀土因常以氧化物或含氧酸盐物种伴生，且天然丰度较低而得名，包括1 5 种镧系元素和2 种副族元素( 钪和钇) ，主要分为轻稀土和重稀土。我国于9 0 年代开始用轻稀土饲喂猪、鸡、鱼、 虾、兔、牛、羊等，发现其有抗病增重的效果，但到目前为止其作用机理尚不清楚。据研究，无 机稀土只有少量被动物吸收，大部分经粪便等排泄物排出体外。而动物粪便通常作为有机肥用于 农业与水产养殖业，可通过食物链等渠道进入机体内，于是稀土对生态环境和人体健康的影响， 以及对稀土近期与远期生物学效应的研究也越来越引起人们的关注。纳米稀土氧化物由于粒径 小，吸收利用率和活性较高，因而受到人们的青睐。 关于稀土对酶活性的影响是当前这一领域的研究热点，离体实验表明，稀土可以通过多种形 式影响不同种类酶的活性。这可能与酶结构以及酶与稀土结合方式相关。但是，关于稀七提高酶 活性的作用的机制，我们尚知甚少，虽有研究推测可能是稀土离子和c a 2 + 性质、结构相似、离子 势比钙离子大，其进入体内后可能占据或取代c a 2 + 的位置而影响动物机体的生物学功能，但是具 体机制还有待进一步研究。现有资料表明，消化酶的分泌受神经内分泌网络的综合调控，其合成 是相关酶基因表达的结果。基因的表达调控是一个非常复杂而精确的多级调控过程。在这些调控 步骤中，基因转录是遗传信息传递过程中最具有选择性的步骤，通过调控基因m r n a 的转录水 平以调控蛋白质的合成量是生物体普遍采用的调控机制。因此，消化酶的分泌量与其分泌细胞中 酶基闪的m r n a 的转录水平密切相关。 如今，随着分子生物学的发展，p c r 技术本身也在不断完善和发展，检测基因表达的荧光定 量技术，取得了很大的进展，荧光定量p c r 技术已成为研究r n a 表达水平的有效工具。消化酶 是动物消化系统自身能够分泌的一类酶，主要包括蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶三大类。因此，本试 验通过研究稀士中含量较高的铈元素，并制备成纳米粒径，研究其对蛋鸡胰蛋白酶、胰淀粉酶和 胰脂肪酶活性及基因表达的影响，旨在探讨纳米氧化铈促进蛋鸡生产性能、提高饲料消化利用率 的作用机理，并从分子水平研究稀土元素铈对胰蛋白酶、胰淀粉酶和胰脂肪酶m r n a 表达量的 影响。 1 1 稀土化合物的研究进展 1 1 1 稀土饲料添加剂在动物体内的作用机理 1 1 1 1 稀土与酶的相互作用 酶是维持机体正常代谢的生命活性物质，对生物体内的各种化学变化起催化作用。许多离体 实验表明，稀土可以通过多种形式影响不同种类酶的活性，涉及到酶的类型主要有抗氧化酶类和 消化酶。目前，关于稀土抗氧化作用，国内外有不少研究。研究报道表明，稀土的抗氧化作用是 通过其与自由基的相互作用以及增强抗氧化酶的活性来实现的n 2 3 1 。但是，冯志祥( 1 9 9 5 ) 等 研究指出，c u ( z n ) 一s o d 的活性并不受稀土元素的影响，稀土离子主要与酶蛋白分子中的酸性氨 基酸羧基配位，对酶蛋白二级结构仅产生微弱扰动，对活性中心空间结构影响较小，基本不影响 河北农业大学硕士学位( 毕业) 论文 c u ( z n ) 一s o d 酶活性。此外，稀土能够激活肠道消化酶系统，刺激动物的内分泌。g e o r g e ( 1 9 7 1 ) 1 5 】、洪法水( 2 0 0 1 ，2 0 0 2 ) 1 6 , 7 、王雪峰( 2 0 0 2 ) 1 8 】等发现低浓度稀土金属离子对a 淀粉酶有激活 作用，高浓度时，对1 1 淀粉酶有抑制作用。朱家芹( 1 9 9 0 ) 等1 9 报道，稀土可以降低蚕体血液中 过氧化氢酶活性，提高蚕消化液中蛋白酶和中肠组织蛋白酶活性。邵红星( 1 9 9 9 ) l l o j 、江振莹( 2 0 0 7 ) 【】等研究发现，鲤鱼饲料中添加一定量稀土可以提高蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的活性。万辉( 2 0 0 8 ) 0 2 等通过在日粮中添加稀土壳糖螯合盐实验表明，随着稀土壳糖胺螯合盐添加水平的增加，蛋鸡 小肠食糜中胰蛋白酶及淀粉酶活性均在一定范围内呈现逐渐上升的趋势，但各试验组与对照组之 间均无显著差异。刘军等( 2 0 0 8 ) 1 3 】通过在鲫鱼料中添加稀土壳聚糖螯合物的研究表明，在日粮 中添加一定水平的稀土壳聚糖，可以显著或极显著提高鲫鱼肠道消化酶活性。 稀土对酶分子的具体作用机制尚不清楚。近年来，稀士离子对酶分子的影响的研究主要涉及 稀土离子同酶作用的类型、作用特征、作用位点和作用时效性及酶活性与稀土离子的半径关系等 方面。稀土离子与酶蛋白分子的相互作用大多数是通过酶蛋白中的酸性氨基酸残基结合而展开 的。稀士离子对酶的活性作用不同程度地都涉及到酶活性中心及其周围环境存在的酸性氨基酸残 基中的t o 兹基位点，同时，这些位点也都是c a 2 + 、m 9 2 + 、n a + 等离子的结合位点，因此稀土离子 对酶的作用位点的研究大体上主要从酶活性中心、周围环境以及c a 2 + 、m 9 2 + 等依赖离子的竞争等 方面进行f 1 1 。王伟列( 1 9 9 8 ) 0 5 1 、洪法水( 2 0 0 1 , 2 0 0 2 ) 1 6 7 、王雪峰( 2 0 0 2 ) 【8 1 等认为稀土离子 可以对部分不同类型的酶分子起到活化的作用，这是由于其进入c a 2 + 的结合点所引起的。稀土离 子和c a 2 + 性质、结构相似、离子势比钙离子大，其进入体内后可能占据或取代c a 2 + 的位置而影响 动物机体的生物学功能。稀土取代钙后所生成的配合物更加稳定，这使其对各种类型的酶具有激 活或抑制的作用。 1 1 1 2 稀士元素具有抗菌，调节机体免疫功能 稀土化合物具有较为广泛的药理学性质，具有调控细菌的生长的作用。国外有关稀土化合物 抑菌作用的研究起步较早，但主要集中在广谱抗菌性方面。我国稀土研究主要集中在稀土对细菌 生长的调控作用上，主要是对布鲁氏斟1 6 1 、肠道菌1 7 a 8 1 i 谷氨酸产生菌n 9 1 、结核杆菌和红假单 胞菌【2 1 1 等的生长刺激作用的研究。不少学者认为，稀土可以起到类似抗生素的作用，对肠道菌群 的生长发育具有一定的选择性，抑制一些不利细菌，从而促进动物生长1 2 2 j 。徐书显( 1 9 8 8 ) 掣1 7 1 观察了稀土对肠道菌生长的影响，研究结果表明，稀土的有效浓度为0 2 1 4m g m l ，其中浓度 为1 0m g m l 时对肠道菌有明显的刺激作用。当稀土浓度在1 0m g m l 以下时，对1 6 株志贺氏菌、 沙门氏菌和大肠埃希氏菌属等均有一定的影响作用，而且这种作用不受接种量和时间的影响。当 稀士浓度大于1 4m g m l 时，随着稀土浓度的增加，抑制细菌生长作用也逐渐增加。z h a o ( 2 0 0 2 ) 等1 研究发现，一定剂量的铈离子可以影响细菌的生长，当剂量低于3 5 0t t g m l 时，铈元素促进 大肠杆菌的生长，而当剂量高于4 0 0p 咖l 时，大肠杆菌的生长却被抑制。关于稀土的抗菌作用 有不同的解释，s o b e k ( 1 9 6 8 ) 1 2 4 1 、b e n t z ( 1 9 8 8 ) 1 2 5 j 等认为稀土可能通过改变细菌膜的结构或者 改变细菌膜表面的离子交换而对细菌产生影响。c a s s o n ( 1 9 7 2 ) 等 2 6 1 认为稀土添加剂通过促进细 胞集合或膜融合这种方式对细菌产生影响。此外，有实验表明，小剂量的稀土元素具有提高n k 细胞和淋巴细胞的活性，刺激免疫球蛋白的产生，提高机体合成l g g 、i g m 等抗体的能力，具有 促进吞噬细胞的特异性吞噬功能【2 让8 , 2 9 3 0 3 1 3 2 1 2 纳米氧化铈对蛋鸡消化酶活性及基因表达的影响 1 1 1 4 稀土和微量元素有相互作用关系，间接调节动物机体代谢 微量元素在机体生长发育、代谢、生殖等过程中发挥着十分重要的作用，机体中微量元素的 缺乏或过剩均会导致各种疾病的发生。据文献报道，长期过量的摄入稀土元素可直接或间接地干 扰体内其他金属元素的吸收、分布，引起体内微量元素间动态平衡的改变，导致微量元素的不平 衡，最终对机体生化代谢产生影响1 3 3 3 4 3 5 l 。冯流星( 2 0 0 4 ) 等研究报道，稀土在低剂量和中剂 量时，对血液中f e 、c u 和z i l 元素含量的影响明显，而在高剂量时反而无明显差别。肖华研( 2 0 0 9 ) 等1 3 刀究表明，当稀土元素铈和微量元素产生最佳配比时，鸡胚能够正常生长发育，且铈在各组织 中的积累较使用同剂量的单一稀土少。关于稀土与微量元素间这种协同效应的产生，是通过添加 稀土提高动物对饲料中微量元素的利用或是刺激机体动用了贮存的微量元素或以别的什么方式， 都待于进一步的研究。 1 1 2 稀土元素在畜牧业中应用 在国内外的研究中，稀土饲料添加剂并不是以某些特定的稀土元素添加到饲料中，而是以铈、 镧、镨为主和其他一些镧系元素中某些成分组成的混合物。早期的研究主要采用添加这些稀土元 素的硝酸盐和氯化物，而最近的研究主要采用添加有机盐类，像柠檬酸和葡萄糖，有时再辅以氨 基酸中的蛋氨酸、赖氨酸、谷氨酰胺等。许多研究结果表明，稀土作为一种新型的饲料添加剂， 具有显著促进畜禽生长、提高饲料利用率，降低饲料消耗和提高经济效益的作用。但国外不少相 关研究用稀土饲喂动物，试验组并没有与对照组表现出显著差异，有时甚至产生负效应。分析原 因可能是与稀土元素在动物日粮中的添加剂量及稀土化合物的种类有关。目前，国内外学者对稀 土在动物生产性能中的研究结果见表1 1 ，1 2 和1 - 3 表1 1 稀土在家禽生产上的应用 t a b l ei - 1t h ea p p l i c a t i o no f r a r ee a r t he l e m e n t 册p o u l t r yp r o d u c t i o n 3 河北农业大学硕士学位( 毕业) 论文 育肥猪 仔猪 育肥猪 育成( 1 2 k g ) 育成( 1 7 k g ) 仔猪 仔猪( 7 3 k g ) 复合氨基酸稀土 5 ，15 ，3 0 , 4 5m 酬k g 稀士氧化物 镧氯化物 稀土氯化物 镧氯化物 7 5 m g k g 7 5 m g k g 7 5 m g i 【g 7 5 m g k g 1 0 0m g k g 7 5 m g k g 1 5 0m g k g 7 5 m g k g 1 5 0 m g 瓜g + 6 0 9 2 - 1 6 9 7 田茂春( 2 0 0 0 ) l i s 2 0 7 3 w gf c r + 2 2 9 4 w g7 9 8 f c r + 1 3 0 3 w g- 6 0 9 f c r + 2 0 2 7 w 6- 8 2 f c r + 18 0 7 w g4 7 9 f c r 何菪钢( 2 0 0 0 ) i 柏】 + 1 3 0 6 w g- 6 5 3 f c r王敏奇( 2 0 0 3 ) 1 4 y l + 2 w g - 5 f c r + o w g + 2 w i s i + 5 w g - 3 f c r - 4 f c rh cml ( 2 0 0 0 ) l 媳 7 f c r 仔猪( 1 7 k g ) 稀土氯化物 1 5 0m g k g - 1 9 w g - 1 0 f c r - _ _ - _ - _ - _ _ - - _ _ - - _ _ - - l _ l _ - i - _ _ - _ - _ - _ _ _ - - _ l _ - - - i _ - 一i _ _ _ _ - _ _ - - _ l _ - _ _ - - - _ _ - _ - _ _ _ - i _ l i _ - l _ _ _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ - 4 纳米氧化铈对蛋鸡消化酶活性及基因表达的影响 表1 3 稀土在反刍动物、鱼类等动物生产上的应用 t a b l el 3t h ea p p l i c a t i o no f r a r ee a r t he l e m e n to nr u m i n a n ta n df i s h e se t cp r o d u c t i o n 动物稀土类型添加剂量试验效果 参考文献 山羊硝酸稀土 鲤鱼硝酸稀土 1 0 m g k g 1 5 m g k g m g k g 鲫鱼硝酸稀土3 5 ，, 4 0 , 4 5 , 5 0m e , k g 小鼠 碳酸稀土 小鼠 稀土氯化物 镧氯化物 2 5 m g k g 7 5 m g k g 1 5 0m g k g 7 5 m g k g 1 5 0m g k g + 6 5 9 w g击3 0 f c r + 1 0 4 7 w g- 9 7 4 f c r 李淑红( 2 0 0 3 ) 1 5 3 l + 6 8 4 1o 1 5 江振莹( 2 0 c r 7 ) l ，l 】 2 0 9 7 w gf c r + 4 2 6 5 1 3 2 4 1 7 1 2 5 王松( 2 0 0 8 ) 【州 w gf c r + 3 2 6 2 w g+ 3 8 8 f c r + 3 8 4 8 3 9 3 2 5 8 3 ，- 5 7 1 任莹( 2 0 0 9 ) 1 5 s i w g + 9 w g + 7 w g + 4 w g + 5 w g - 3 f c r 1 1 f c r h e ml ( 2 0 0 3 ) ! 铂l - 6 f c r 8 f c r 奶牛 柠檬酸稀十盐2 0 0m g k g+ 1 4 6 w g+ 7 8 f c r m e y e ru ( 2 0 0 6 ) l 明 注：+ w g 代表体增重增加，+ e r 代表产蛋宰提高。+ f c r 代表饲料转化率降低 1 1 3 稀土的代谢调控及作为饲料添加剂的安全性 5 河北农业大学硕士学位( 毕业) 论文 稀土元素进入机体的方式主要有经口摄入、呼吸道吸入和从皮肤注射等，从呼吸道进入的稀 土元素主要沉积在呼吸道和肺部，再到肝、胃等部位；经消化道进入的稀土元素则先进入肝，再 从肝到达其它组织和器官；由静脉或腹腔注射进入的稀土元素直接进入各组织器官。不论以何种 方式进入，进入动物体内的稀土元素绝大部分以氢氧化物或磷酸盐的形式进入网状内皮系统，再 转运到淋巴结、肝脏和骨骼。轻稀土主要沉积于肝脏，其次是骨骼；而重稀土主要沉积于骨骼。 稀土元素通过尿液、胆汁、胃肠壁等进行排泄。 吕景智( 2 0 0 6 ) 掣5 s 】为探讨稀土元素在小白鼠体内吸收、分布和消除的动态规律，将7 8 只 小白鼠随机分为1 3 组，按6 0m g k g 1 体重灌胃。结果表明，血液中稀土元素的浓度时间数据符 合一级吸收二室模型，表明稀土在小白鼠体内吸收迅速，分布非常广泛，但消除过程都比较缓慢。 关于稀土元素的沉积，不同组织间的稀土浓度有明显的差别，在肝中最高，其次是脾、肾、肌肉， 最后是心脏 5 9 , 6 0 l 。研究表明稀土元素摄入到动物机体后初期以离子形式存在，然后大部分水解成 亚稳态的氢氧化物颗粒状态，进而优先分布于肝、肾、脾等网状内皮组织中并呈稳定状态，所以 导致稀土被机体吸收后滞留于体内的部分呈不均匀分布。同时，动物摄入各轻稀土时不存在“分 馏”现象l o l l 。 h em l 1 4 9 , 5 6 1 、刑廷铣i 翊、何明渊( 1 9 9 8 ) 1 6 2 1 等在饲喂鸡、猪的日粮中加入稀土元素，研究结果 表明，稀土在组织内的残留远远低于卫生标准( 日允许人体摄入1 2 1 2 0m g ) 。而安全毒理学也认 为，稀土属于低毒物质，稀土经口进入人体不及食入量的千分之一。说明动物采食适量的稀土， 其产品对人体是安全的。 1 2 稀土饲料添加剂的研究趋势 自从发现稀土在畜牧生产上的应用效果后，稀- 十饲料添加剂在实际生产中已有应用。在生产 中，稀土并不是以单一的稀土元素添加到饲料中，而是以铈、镧、镨为主和其他一些镧系元素中 某些成分组成的混合物。目前主要使用的是稀士无机盐( 如硝酸稀土、氧化稀土和碳酸稀土) 和 稀土氨基酸配合物( 维生素c 稀土、柠檬酸稀士和稀土壳胺糖等) ，而稀土以无机盐的形式作为 饲料添加剂，存在许多不足之处，稀土无机盐易吸潮；动物吸收利用效率低，生化功能差，难于 用于工业生产。稀土氨基酸配合物虽然改善了无机稀土的缺点，提高了吸收利用率，但其并不具 有明显的优势，即没有一条适合工业大量生产的工艺路线，在饲料添加剂中难以推广运用。 据报道，饲料添加剂经纳米技术处理后，因其庞大的比表面积，使键态严重失配，出现许多 活性中心，表面出现非化学平衡，致使饲料添加剂的性质发生特异性变化，从而展现许多特有的 性状1 6 3 1 如纳米化后的饲料或饲料添加剂提高饲料添加剂的吸收利用率，促进和调节动物机体代 谢，提高饲料的抗氧化、防腐败和杀菌能力以及保证畜产品的质量等。 纳米技术是2 0 世纪8 0 年代末诞生并崛起的高科技，它的基本涵义是指能在原子、分子以及 超分子水平范围内研究物质的组成，创造和应用基本具有小结构特性和功能的新材料、设备和体 系。纳米技术是- - f - j 以现代先进科学技术为基础的科学技术，是现代科学( 量子力学、分子生物学) 和现代技术( 微电子技术、计算机技术、高分辨显微技术和热分析技术) 的结合产物1 6 4 , 吲。纳米材 料是纳米科技发展的重要基础，也是纳米科技最重要的研究对象。纳米材料是三维空间中至少有 一维处于纳米尺度范围( i 1 0 0n m ) 的超细粒子材料，其粒径处于原子簇和体相之间，具有表 6 纳米氧化铈对蛋鸡消化酶活性及基因表达的影响 面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等，由此产生了与传统固体材料不同的 许多特殊性质，成为近年来材料科学中的研究热点。目前，在畜牧业中有关纳米技术的应用研究 报道还很少，主要有纳米锌、纳米铜、纳米铬以及纳米硒等。我国是稀土资源极为丰富的国家， 现已查明的稀土工业储量占世界已知储量的8 0 ，其中又以铈( c e ) 的储量最为丰富。铈是人类 应用最早的稀土元素，随着现代技术的发展，铈的应用范围不断扩大，用量也成倍地增长，目前 已成为应用最广、用量最大的稀土元素。纳米氧化铈是纳米稀土材料的重要组成部分，在磁性材 料、催化材料、储氢材料、光学玻璃、光导纤维及发光材料等领域有广泛的应用，但在饲料添加 剂方面的研究和应用的报道很少。所以，纳米稀土添加剂可能会成为稀土饲料添加剂未来发展的 方向。 1 3 家禽消化生理特点及主要消化酶的基因表达调控 1 3 1 家禽消化生理特点 家禽的消化是通过喙、口腔、食管、嗉囊、腺胃、肌胃、小肠、大肠和泄殖腔，以及消化腺 的作用完成的。一般认为，家禽口腔、食道和嗉囊中的酶作用的消化仅占家禽整个消化道作用的 极小部分。有研究认为，一些禽类( 如麻雀) 的唾液腺含有大量的唾液淀粉酶，而另一些禽类( 如 鸡和火鸡) 则没有【6 6 j 。嗉囊组织或内容物中可能有分解蛋白和淀粉的酶类，但并不意味这它们在 消化中就起着显著作用，它们可能来自食物本身1 6 7 1 。 家禽腺胃和肌胃的食糜主要受胃蛋白酶和胃脂肪酶作用的影响，其中以胃蛋白酶为主。胃蛋 白酶是以胃蛋白酶原的形式在腺胃的主细胞内预先形成的，胃蛋白酶原在p h 小于5 时，由h + 和已有的胃蛋白酶激活，p h 越低激活越快，而p h 为2 时儿乎立即发生，p h 大于6 0 后则完全 失活。由于肌胃中的p h 为2 3 2 ，为胃蛋白酶提供了适宜条件，但由于多数食物在肌胃中通过 速度较快，因此，某些胃蛋白酶肌胃的消化作用并不强，而主要是在肠中进行，但由于肠中的p h 通常为6 - - 7 ，所以在肠中胃蛋白酶并不起主要作用，消化作用主要由胰蛋白酶等来完成i 删。 食物经胃消化后，变成流体或半流体的酸性食糜进入小肠。小肠内有胰液和胆汁流入，胰液 由胰腺分泌，含有蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶，可以消化蛋白质、脂肪和淀粉。胆汁由胆囊和胆管 流入小肠中，它能乳化脂肪以利于消化，因而家禽小肠内的消化在整个消化过程中占有极其重要 的地位。胰蛋白酶在家禽蛋白质的水解过程中起主要作用，家禽饲料中氨基酸的消化主要取决于 胰蛋白副6 9 1 。胰蛋白酶首先由胰腺经胰腺管以无活性的酶原形式分泌进入十二指肠后端，在p h 为7 9 时，纯胰蛋白酶原具有自我催化的作用，这种作用能将更多的酶原转化成为有活性的酶。