基于代谢组学方法研究棉粕源发酵产物的代谢物组分及营养特性规律

摘要

目的：本论文利用液质联用（LC-MS）技术比较分析了棉粕源发酵饲料代谢产物提取方法，进而通过代谢组学方法对发酵饲料代谢物及其饲喂肉鸡血浆进行分析，旨在研究发酵产物的营养特性及其对肉鸡消化代谢的影响，为动物健康状况的保障和发酵饲料的科学评定与利用等提供理论支撑。
　　方法：本论文由三个试验组成。试验一：以ZD-3热带假丝酵母固体发酵棉粕源产物为研究对象，以液相色谱串联质谱（LC-MS）为分析平台，比较分析了50％冷甲醇（MeOH）、酸性甲醇/乙腈/水溶液（AMF）和50%乙腈（MeCN）3种提取方法。试验二：采用LC-MS手段对对照组（CG）、假丝酵母组（CT）、酿酒酵母组（SC）、复合发酵组（CF）4组的发酵代谢物进行分析，结合偏最小二乘法-判别分析（PLS-DA）方法对数据进行模式识别，根据模型的变量重要性投影（VIP）、显著性差异检验结果等寻找小分子差异代谢物。试验三：选用96只45日龄健康黄羽肉鸡，按照每组体重相近、公母各半的原则分为CG、CT、SC、CF4组，每组4个重复，每个重复6只鸡。CG组为空白对照组，在基础日粮中加入6%基础发酵底物；试验CT、SC、CF组分别添加6%的热带假丝酵母ZD-3发酵饲料、酿酒酵母发酵饲料、热带假丝酵母和酿酒酵母复合发酵饲料，进行消化代谢试验，研究不同发酵饲料养分的消化代谢率和鸡血浆生化指标与免疫指标；此外，还通过代谢组学方法对不同饲料饲喂鸡的血浆进行分析。
　　结果：试验一：AMF、MeCN和MeOH3种方法提取产物数量分别为1831、1522和1262种；提取效率表现为AMF>MeOH>MeCN。试验二：不同微生物发酵组代谢产物与对照组相比差异显著，且在PLS-DA分析中得到了很好的分离，主要表现在甘露醇、琥珀酸等糖类代谢物；磷酸胆碱、L-肉碱、甘油磷酸、磷脂酰乙醇胺（PE）和磷脂酰胆碱（PC）等脂类代谢物；二肽、三肽、甜菜醛、同型半胱氨酸等蛋白质与氨基酸的代谢物；以及烟酸、阿魏酸、尿嘧啶、乙醇醛等其他途径代谢物。除与脂类代谢有关的甘油磷酸、PE、PC相对含量显著降低（P<0.05）之外，其余试验组小分子代谢物相对含量均比对照组显著增加（P<0.05）。试验三：添加棉粕源发酵饲料可显著提高黄羽肉鸡干物质（DM）、粗蛋白（CP）的表观消化率（P<0.05），对粗脂肪（EE）的表观消化率影响不大，CT组钙消化率显著高于CG组（P<0.05），SC、CF组磷的表观消化率显著低于CG组（P<0.05）；与空白对照组相比，试验组血浆白蛋白、钙含量显著增加（P<0.05），总蛋白含量CT组增加，SC、CF组降低，磷含量降低；试验组血浆IgG、IgA、IgM含量均有所提高。发酵饲料的添加显著影响鸡血浆代谢物组的变化，发生变化的化合物主要为PC、PE、胆固醇酯（CE）、鞘磷脂（SM）、甘油二酯（DG）、甘油三酯（TG），与对照组相比均极显著上调（P<0.01）。
　　结论：试验一：AMF在提取代谢物数量、产物提取率效果最佳，是固体微生物发酵样品代谢物提取的有效方法。试验二：不同菌种发酵饲料中含有大量糖类、脂类、蛋白质等代谢途径产生的小分子代谢产物，含量因发酵菌种的不同而不同。试验三：发酵饲料的添加可以提高黄羽肉鸡对DM、CP等营养物质的消化率，有改善机体免疫和蛋白质、钙、磷代谢的效果。通过对鸡血浆代谢组学分析表明，微生物发酵棉粕源蛋白饲料对鸡血浆代谢物的影响主要表现在脂类代谢物的增加。

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前 言

1 研究目的和意义

2 论文理论依据

3论文总体研究思路

第一章文献综述

1微生物发酵棉粕的研究进展

2 代谢组学简介

3微生物代谢组学

4 代谢组学在动物营养与饲料资源开发利用中的应用

第二章 试验研究

试验一 热带假丝酵母固体发酵代谢物提取方法的比较分析

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论

4 小结

试验二 棉粕源发酵产物的代谢物组分及其营养特性研究

1材料与方法

2 结果与分析

3讨 论

4 小 结

试验三 棉粕源发酵产物对黄羽肉鸡消化代谢和血浆代谢物的影响

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨 论

4 小 结

第三章 论文结论、创新点与研究展望

1论文结论

2创新点

3研究展望

参考文献

致谢

作者简介

石河子大学硕士研究生学位论文导师评阅表