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一种应用代谢组学技术预测猪日粮代谢能水平的方法

摘要

本发明公开了一种应用代谢组学技术预测猪日粮代谢能水平的方法。所述方法是将待测猪的8种血浆代谢标志物:溶血磷脂酰胆碱(18:3/0:0)、蔻酰基溶血性磷脂酰胆碱(14:0/0:0)、甘油磷酰乙醇胺(18:0/0:0)、溶血磷脂酰胆碱(20:4/20:4)、脯氨酸、膦脂酰胆碱(18:2/0:0)、精氨酰苯丙氨酰精氨酸和甘油磷酰乙醇胺(18:1(9Z)/0:0)中的一种至七种的相对含量代入本发明所建立的一元至七元方程中,得到待测猪所饲喂日粮的代谢能的预测值,使用七元方程得到的预测值与实际值的相对偏差不超过±1%。本发明对于及时评价营养状况以及优化配方,满足不同环境、生理和病理条件下猪的营养需要,提高猪生产效率具有重要的理论与实践意义。

著录项

  • 公开/公告号CN103245747A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2013-08-14

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 中国农业大学;

    申请/专利号CN201310195027.6

  • 申请日2013-05-23

  • 分类号G01N30/02;

  • 代理机构北京纪凯知识产权代理有限公司;

  • 代理人关畅

  • 地址 100193 北京市海淀区圆明园西路2号

  • 入库时间 2024-02-19 19:46:08

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-01-21

    专利权的转移 IPC(主分类):G01N30/02 专利号:ZL2013101950276 登记生效日:20220107 变更事项:专利权人 变更前权利人:中国农业大学 变更后权利人:天邦食品股份有限公司 变更事项:地址 变更前权利人:100193 北京市海淀区圆明园西路2号 变更后权利人:315499 浙江省宁波市余姚市城区阳光国际大厦A座1805室

    专利申请权、专利权的转移

  • 2015-05-27

    授权

    授权

  • 2013-09-11

    实质审查的生效 IPC(主分类):G01N30/02 申请日:20130523

    实质审查的生效

  • 2013-08-14

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用代谢组学技术预测猪日粮代谢能水平的方法。

背景技术

能量是饲料的重要营养成分,动物的营养需要或营养供给均以能量为基础,能量 饲料同时也在饲料成本中占据最大比例。近年来,由于玉米等原料在生产工业酒精等 方面的应用,造成能量饲料出现短缺、价格越来越昂贵的现象。因此,如何在饲料中 合理的利用能量,既满足仔猪对于能量的需要,又能避免能量饲料的浪费,就显得尤 为重要。

在目前集约化的养猪生产中,通常按照全进全出的工艺流程实现猪群在生产线上 正常周转,同一批猪饲喂相同代谢能水平的日粮。这种生产工艺忽略了猪个体和亚群 体的差异,以及不同猪场和环境对猪代谢能营养需要的影响。在养猪生产中,个体差 异以及不同猪场和环境,会使相同的营养状况产生不同的代谢物谱系及生产性能;同 样,不同的营养供给也会产生特异性的代谢物谱及生产性能。也就是说同样的能量水 平对于不同的猪群来说,有效能值可能不同。因此,不同个体或亚群体、不同环境、 不同健康状况的猪对日粮代谢能的需要是不同的。如果在配制日粮时没有考虑到其有 效能值的变异,日粮的实际能值与期望能值间会有差异,若实际能值大于期望能值, 则会造成饲料资源的浪费,甚至造成污染环境;若实际能值小于期望能值,则会降低 或抑制猪的生产性能。

动物营养学研究日益精细化,精确确定营养素的需要量来调控动物生长已成为国 内外研究热点。为了降低饲料成本、节约饲料资源及减少养猪产业对环境的负面影响, 在猪日粮配制过程中采用原料精确的有效能值是至关重要的。体内法测定原料有效能 值费时费力且成本高,建立动态回归模型从而实现通过测定原料营养成分而预测其能 值的方法也存在预测准确率低等缺点。

代谢组学是定量分析生物体内源代谢产物种类、数量及其变化规律的科学,它通 过测定代谢终产物来了解生物体的状况及内外因素引发的变化结果。由于其高通量的 信息学特性及其基础上的模式识别优势,已被人类营养学家用于食谱、生活方式等因 素与代谢物谱型之间的相关性研究,并试图将代谢组的识别模式作为人营养状况评价 的新标准,实现个体或亚群体食谱推荐。由于研究对象的特殊性,无法进行人为的食 谱操作,标志物的鉴定依赖于临床营养调查与分析,进展非常缓慢。

迄今为止,还没有利用代谢组学数据建立血浆代谢标志物与日粮有效能值(代谢 能、消化能和净能等)的动态回归预测方程,来准确预测仔猪日粮有效能值的报道。

发明内容

本发明的一个目的是提供定量检测如下1)—6)中任一所述化合物组的产品或方 法在检测或辅助检测猪所饲喂日粮的代谢能值中的应用:

1)化合物LLL;

2)化合物LLL和化合物MLC;

3)化合物LLL、化合物GP0和化合物ALL;

4)化合物LLL、化合物GP0、化合物ALL和脯氨酸;

5)化合物LLL、化合物GP0、化合物ALL、化合物LPC、精氨酰苯丙氨酰精氨酸、 化合物GP1;

6)化合物LLL、化合物GP0、化合物ALL、脯氨酸、化合物LPC、精氨酰苯丙氨 酰精氨酸、化合物GP1;

所述化合物LLL的结构式如式Ⅰ所示:

所述化合物LPC的结构式如式Ⅱ所示:

所述化合物GP0的结构式如式Ⅲ所示:

所述化合物ALL的结构式如式Ⅳ所示:

所述化合物GP1的结构式如式Ⅴ所示:

所述化合物MLC的结构式如式Ⅵ所示:

本发明还提供一种检测或辅助检测猪所饲喂日粮的代谢能值的方法,包括如下A) —F)步骤中的至少一个:

A)将X1代入方程1中,得到ME1;所述方程1为ME1=3252.2+79.8 X1;

B)将X1和X2代入方程2中,得到ME2;所述方程2为ME2=3252.0+75.1 X1-75.0  X2;

C)将X1、X3和X4代入方程3中,得到ME3;所述方程3为ME3=3251.6+79.5  X1–53.7 X3–24.0 X4;

D)将X1、X3、X4和X5代入方程4中,得到ME4;所述方程4为ME4=3251.8+ 84.4 X1-45.8 X3–34.0 X4-42.5 X5;

E)将X1、X3、X4、X6、X7和X8代入方程5中,得到ME5;所述方程5为ME5= 3251.6+95.5 X1–38.0 X3–20.8 X4–56.6 X6+52.7 X7-49.9 X8;

F)将X1、X3、X4、X5、X6、X7和X8代入方程5中,得到ME6;所述方程6为ME6 =3251.7+96.0 X1-35.4 X3–28.4 X4–30.1 X5-46.6 X6+42.9 X7-40.2  X8;

所述ME1、ME2、ME3、ME4、ME5和ME6即为所述待测猪所饲喂日粮的代谢能值, 单位为kcal/kg;

所述X1为待测猪离体血浆中所述化合物LLL的相对含量;

所述X2为待测猪离体血浆中所述化合物MLC的相对含量;

所述X3为待测猪离体血浆中所述化合物GPO的相对含量;

所述X4为待测猪离体血浆中所述化合物ALL的相对含量;

所述X5为待测猪离体血浆中所述脯氨酸的相对含量;

所述X6为待测猪离体血浆中所述化合物LPC的相对含量;

所述X7为待测猪离体血浆中所述精氨酰苯丙氨酰精氨酸的相对含量;

所述X8为待测猪离体血浆中所述化合物GP1的相对含量;

所述相对含量为取所述待测猪离体血浆中相应化合物的色谱峰面积的lg值。

在上述方法中,所述色谱为液相色谱,所述液相色谱的检测条件具体如下:色谱 柱为安捷伦ZORBAX超高压快速高分离度色谱柱C-18;流动相分别为A相为体积百分 含量为0.1%的甲酸的水溶液,B相为体积百分含量为0.1%的甲酸的乙腈溶液;流速为 0.3mL/min,温度为40℃,从5%-95%的B相梯度洗脱,分析时间为25min。

在上述方法中,进行所述色谱前,将所述待测猪的离体血浆进行包括如下步骤的 处理:取所述血浆按1:4的体积比加入提取液A中进行提取,获得上清液A,在所述 上清液A中按1:1的体积比加入提取液B,获得上清液B,将所述上清液B进行所述检 测;

所述提取液A为甲醇与乙腈按1:1的体积比混合后的溶液;

所述提取液B为甲醇与水按4:1的体积比混合后的溶液。

在上述方法中,本发明的实施例中所述猪的品种为杜洛克×长白×大白三元生长 猪,所述猪在饲喂所述日粮前的体重为13.4±2.1kg,预测所述猪所饲喂日粮的代谢 能值时,所述日粮的饲喂周期为28天。

本发明保护上述任一所述方法在配制猪的日粮或饲料中的应用。

所述代谢能是用饲料总能减去猪的粪能、尿能和消化道可燃烧气体的能量。饲料 总能是指饲料完全燃烧并产生终产物水和二氧化碳时产生的能量。

本发明通过血浆代谢终产物的分析,找出了与日粮代谢能关联的血浆代谢标志物 及其变化规律,并根据饲喂不同代谢能水平日粮断奶仔猪血浆中的代谢物标志物预测 仔猪所饲喂日粮的有效代谢能水平,建立血浆代谢标志物与有效能值的动态回归预测 方程,其中,使用本发明所提供的一元方程所获得的日粮代谢能预测值与实际值的相 对偏差在±2%之内,使用本发明所提供的七元方程所获得的日粮代谢能预测值与实际 值的相对偏差在±1%之内。本发明对于及时评价营养状况以及优化配方,满足不同环 境、生理和病理条件下猪的营养需要,提高猪生产效率具有重要的理论与实践意义。

附图说明

图1为饲喂不同代谢能水平日粮的断奶仔猪的血浆代谢组主成分分析得分图。其 中,图标1—5分别代表饲喂日粮代谢能水平为3150、3200、3250、3300和3350kcal/kg 的处理组结果。

图2为饲喂不同代谢能水平日粮的断奶仔猪的血浆代谢组偏最小二乘法判别分析 (PLS-DA)得分图。其中,图标1—5分别代表饲喂日粮代谢能水平为3150、3200、 3250、3300和3350kcal/kg的处理组结果。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。

实施例1、不同日粮代谢能水平对仔猪生长性能的影响

1、试验动物

试验选用健康的杜洛克×长白×大白三元生长猪共180头,公母各半,平均断奶 日龄为28天,过渡1周后正式开始试验。试验初始体重为13.4±2.1kg,以初始体重, 按照随机区组实验设计分为5个处理,每个处理6个重复,每圈为一个重复,每个重 复6头猪。公母分开饲养。

2、饲养管理

采用全进全出饲养管理模式,猪舍温度控制在24—27℃,光照程序为12h照明 /12h黑暗。每个圈(1.5×3.0m2)均配有1个乳头式饮水器和2个饲喂槽。网床式 饲养,定期清理粪便。粉料饲喂,自由采食和饮水。按照猪场常规管理程序进行免疫 驱虫。

3、试验日粮

试验基础日粮为玉米-豆粕型,使用不同比例的玉米和大豆油来调整日粮代谢能含 量。5个处理日粮代谢能水平分别为3150、3200、3250、3300和3350kcal/kg,标准 回肠可消化赖氨酸与代谢能比例(SID Lys:ME)保持3.78g/Mcal。同时按照理想蛋 白模型(猪饲养标准,2004)调整其它几种必需氨基酸(蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸) 水平,使其与赖氨酸比例保持一致。添加0.25%三氧化二铬作为指示剂。日粮配方及 营养成分计算值见表1。

4、数据采集

试验期为28天。在试验开始与结束时,采用电子台秤分别称量仔猪个体体重以 及饲料重量,计算平均日增重、平均日采食量和增重耗料比(或者饲料转化效率)。试 验结束后,仔猪禁饲12h,随机从每圈中挑选3头仔猪,采集前腔静脉血液,血液样 品收集于肝素钠抗凝真空采血管中,置于冰盒内运至实验室,4℃、3000rpm离心15 min,分离血浆,获得离体血浆样品,并分装保存于-80℃冰箱内。

5、数据统计

参与采血仔猪的试验数据按照随机区组试验设计采用SAS V8.02统计软件中的一 般线性模型(general linear models,GLM)进行统计分析。以初始体重为试验区组, 总的模型包括日粮效应、区组效应以及随机误差,如下:

Yij=μ+Tij+Rijij

(i=1,2…,a,j=1,2…,b)

其中Yij为观察值,μ为总体平均值,Tij为日粮效应,Rij为区组效应,ξij为随机 误差。a为处理数(本试验中为5),b为区组数(本试验中为6)。若各处理间差异显 著,则用Tukey多重比较进行检验。结果用最小二乘法的均值及平均标准误表示,P< 0.05为差异显著。采用线性模型和二次曲线模型分析日粮不同代谢能水平对仔猪生长 性能的影响。

6、结果

试验期间猪群总体健康状况良好。日粮不同代谢能水平对仔猪生长性能的影响见 表2。与饲喂日粮代谢能水平为3350kcal/kg的处理组相比,饲喂日粮代谢能水平为 3150和3300kcal/kg的处理组的仔猪最终体重显著提高(P<0.05),饲喂日粮代谢 能水平为3150、3200和3300kcal/kg的处理组的仔猪平均日增重显著提高。随着日 粮代谢能水平的升高,仔猪的平均日采食量呈现出降低的趋势,饲喂日粮代谢能水平 为3150kcal/kg的处理组最高,饲喂日粮代谢能水平为3350kcal/kg的处理组最低 (线性,P<0.05;二次,P<0.05)。日粮代谢能水平对仔猪增重耗料比和饲料转化 效率无显著影响(P>0.05)。

表2 日粮不同代谢能水平对于仔猪生长性能的影响

注:1平均标准误。2处理是指多重比较的结果,线性和二次指日粮不同代谢能水平的效应。同一行内,肩 标字母不同表示差异显著(P<0.05)。

7、小结

断奶仔猪,由于其日粮从液态猪乳过渡到固态饲料、转群饲养以及心理变化等因 素造成应激,加上断奶仔猪的采食量偏低,有时甚至会出现体重的负增长,主要是体 脂损失较大。在诸多影响仔猪断奶后生长性能的营养性因素中,日粮能量水平是尤为 重要的。因此断奶仔猪日粮中要适当提高高消化率和高能量比例的原料成分,降低难 消化和能量低的饲料原料比例。日粮的代谢能水平显著影响仔猪的平均日采食量,仔 猪会根据日粮中能量的浓度来调节采食量,保持能量摄入量的恒定。本试验中代谢能 和可消化赖氨酸(猪的第一限制性氨基酸)保持恒定比例,即使高能量组仔猪采食量 下降,并没有影响到仔猪氨基酸和代谢能的实际摄入量,同时,仔猪日增重与其他组 相比也偏低,从而对饲料转化效率无显著影响。

在本试验条件下,综合仔猪平均日采食量较大、平均日增重和增重耗料比较小的 日粮代谢能即仔猪的适宜日粮代谢能需要量为3300kcal/kg,此时经济效益最大,即 耗费最少的饲料得到最大的增重。

表1 仔猪不同代谢能的试验日粮及营养水平

1预混料在日粮中按日粮的1%添加,为每千克日粮提供:维生素A,12,000IU;维生素D3,2,000IU;维 生素E,24IU;维生素K3,2.0mg;维生素B1,2.0mg;维生素B2,6.0mg;维生素B6,4.0mg;维生素 B12,24μg;烟酸,30mg;泛酸,20mg;叶酸,3.6mg;生物素,0.40mg;胆碱,0.40g;铁,96mg; 铜,8.0mg;锌,120mg;锰,40mg;碘,0.56mg;硒,0.40mg;植酸酶,120mg。

实施例2、基于血浆代谢组轮廓的日粮能量标记物的筛选

1、样品的处理

将实施例1的仔猪离体血浆样品从-80℃冰箱取出后于冰上解冻。每份中各取 100μL血浆,分别加入400μL代谢物提取液(甲醇与乙腈以1:1的体积比混合), 涡旋震荡5min,-20℃下提取1小时后,在4℃、13000rpm下离心10min。小心吸 取上清200μL置于新的离心管内,常温下用氮气吹干,并复溶于200μL 80%的甲醇 溶液中。震荡5s后,再次离心取上清液,置于进样瓶内,进行高效液相色谱-四级杆 -飞行时间串联质谱(HPLC Q-TOF MS)检测。

2、HPLC Q-TOF MS检测的条件

仪器:HPLC Q-TOF MS检测系统(HPLC(1290系列,安捷伦公司)和Q-TOF MS(6520 系列,安捷伦公司)。

高效液相色谱的条件:色谱柱为安捷伦ZORBAX超高压快速高分离度色谱柱(C-18, 3.0×100mm,1.8μm),流动相分别为A相为体积百分含量为0.1%的甲酸的水溶液, B相为体积百分含量为0.1%的甲酸的乙腈溶液;流速0.3mL/min,温度40℃,从5%-95% 的B相梯度洗脱,分析时间为25min。

质谱的条件:离子源为电喷雾正模式ESI+,干燥气温度350℃,干燥气流速12 L/min,毛细管电压3500V,碎裂电压150V,采集质量范围60-1000m/z,采集速率2 spectra/s。

3、数据处理

经步骤2的HPLC Q-TOF MS检测,得到各样品的代谢组轮廓原始数据,使用 MassHunter Qualitative Analysis软件(version B.03.01,安捷伦公司),利用分子 特征提取算法对所有样品的代谢组轮廓原始数据进行背景扣除、谱峰精确质量数和保 留时间的校准,提取各样品的保留时间、质荷比和离子强度值的特征数据。将数据导 入Mass Profiler Professional(简称MPP,版本号B.02.00,安捷伦公司),经峰匹 配、对齐、缺省参数的过滤和校正后,将筛选出的化合物再进行归一化处理(即lg 转换),得到校正后代谢物分子特征的数据集。再进行数据分组和筛选、统计分析、变 化倍数分析,得到差异的生物标志物后,再对数据进行提取离子色谱图(EIC)的检查, 排除假阳(阴)性的结果。

4、主成分分析(PCA)

利用MPP软件对步骤3得到的数据通过主成分分析寻找原始变量间的线性关系, 形成新的变量。这些主成分按对原始数据方差的保留程度大小顺序排列,彼此之间正 交。PCA得分图如图1所示。图1结果显示,饲喂不同代谢能水平日粮的处理组的仔 猪血浆样本能够明显聚类到一起,第一主成分和第二主成分分别能够解释44.64%和 24.27%的组间差异。这说明饲喂不同代谢能水平日粮的仔猪,其血浆的代谢物谱存在 显著的差异。

5、偏最小二乘回归模型的建立和预测

使用MPP软件中的偏最小二乘法判别分析(PLS-DA),建立多参数模型对样品进 行预测。从每个处理组中随机抽取5个样品的经步骤3处理过的代谢谱数据作为用于 建立模型考察的样本(训练集)进行建模,选择对样本分类具有显著影响的变量,将 剩余样品的经步骤3处理过的代谢谱数据作为多重交叉验证筛选模型的验证样本(测 试集)对模型进行验证和预测,最终得到可靠稳定的模式识别模型。由五组血浆PLS-DA 得分图(图2)可见,饲喂五种不同代谢能水平日粮的生长猪的血浆代谢谱能够完全 区分开,分别聚集在不同的空间位置。模型的识别和预测能力如表3所示,建立的模 型对分组具有较强的识别能力,没有错误识别的分组出现。

表3 利用PLS-DA建模后模型的识别能力和预测能力

6、血浆差异代谢标志物的鉴定

从步骤5中对分组具有显著影响的变量中最终选择既有较大协方差系数,又有较 大相关系数的变量为表征该“代谢能水平模型”的标志物。通过HPLC Q-TOF MS质谱 结果得到的化合物准确质量数进行分子式的生成,同时在METLIN、HMDB、KEGG、 LIPIDMAPS等数据库检索可能的化合物结构,对符合条件的化合物,进行不同裂解能 量下的MS/MS分析,将获得的二级质谱图与候选标志物进行结合分析,同时与部分已 有的标准品二级质谱进行比对,最终鉴定出以下10种与日粮代谢能水平相关的化合物 (表4):氨基酸和多肽类:赖氨酸(以下简称LYS)、苯丙氨酸(以下简称PHE)、脯 氨酸(以下简称PRO)和精氨酰苯丙氨酰精氨酸(以下简称APA);脂类:溶血磷脂酰 胆碱(18:3/0:0)(以下简称ALL);甘油磷酰乙醇胺(18:0/0:0)(以下简称GP0);膦 脂酰胆碱(18:2/0:0)(以下简称LPC);溶血磷脂酰胆碱(20:4/20:4)(以下简称 ALL);甘油磷酰乙醇胺(18:1(9Z)/0:0)(以下简称GP1)和蔻酰基溶血性磷脂酰胆碱 (14:0/0:0)(以下简称MLC)。

表4 饲喂不同代谢能水平日粮的断奶仔猪血浆中内源性差异代谢标志物的鉴定结果

注:Wl,W2和W3分别为代谢标志物在主成分1,2,3中的权重值。

表4中,所述化合物LLL的结构式如式Ⅰ所示:

所述化合物LPC的结构式如式Ⅱ所示:

所述化合物GP0的结构式如式Ⅲ所示:

所述化合物ALL的结构式如式Ⅳ所示:

所述化合物GP1的结构式如式Ⅴ所示:

所述MLC的结构式如式Ⅵ所示:

7、小结

采食不同代谢能水平日粮的断奶仔猪,血浆中的代谢物谱存在显著的差异。主成 分分析和偏最小二乘法判别分析结果表明:采食五种日粮的仔猪血浆能够明显聚类到 一起,血浆代谢谱能够完全区分开。建立的判别模型识别能力和预测能力高,能用准 确判别不同的日粮代谢能水平。同时,鉴定出与日粮代谢能水平密切相关的10种差异 代谢标志物,主要为氨基酸肽类、有机酸类和脂类化合物。

实施例3、断奶仔猪日粮代谢能水平预测方程的建立

本实施例的目的在于通过血浆代谢终产物的分析,找出与生产性能和营养参数关 联的代谢标志物及其变化规律,探讨如何根据采食不同代谢能水平日粮断奶仔猪血浆 中的代谢物标志物预测仔猪有效代谢能水平,建立血浆代谢标志物与有效能值的动态 回归预测方程,试图仅通过一种或几种血浆代谢标志物,来准确预测仔猪的有效能值, 对于及时评价营养状况以及优化配方,满足不同环境、生理和病理条件下猪的营养需 要,提高猪生产效率具有重要的理论与实践意义。

1、差异代谢标志物的相对含量

将按照实施例2中步骤3获得的各处理组中样品的10种血浆差异代谢标志物的色 谱峰面积取lg值(即进行lg转换),即获得各代谢标志物在各样品中的相对含量数据 (结果如表5所示)。用JMP 9统计软件进行正态分布检验和方差分析,差异显著时进 行Tukey多重比较。各种血浆代谢标志物在5种日粮代谢能水平条件下差异极显著(P <0.01)。

2、差异代谢标志物与日粮代谢能值的相关性分析

将各差异代谢标志物的相对含量数据采用JMP统计软件Multivariate方法进行相 关性分析,结果如表6所示。结果表明,除了甘油磷酰乙醇胺(18:0/0:0)、脯氨酸和 蔻酰基溶血性磷脂酰胆碱(14:0/0:0)含量与日粮代谢能水平负相关外,其余7种代 谢物的含量均与日粮代谢能水平正相关,尤其是溶血磷脂酰胆碱(18:3/0:0)与日粮 代谢能水平相关性很高(0.828);血浆膦脂酰胆碱(18:2/0:0)和精氨酰苯丙氨酰精 氨酸水平与日粮代谢能水平也有近60%的相关性。

表5 饲喂不同代谢能水平日粮的断奶仔猪血浆差异代谢标志物的相对含量

注:P<0.05进行Tukey多重比较,同一行内,肩标字母不同表示差异显著(P<0.05)。

表6 差异代谢标志物的相对含量与日粮代谢能水平的相关系数

注:ME为日粮的代谢能值。

3.血浆代谢标志物与日粮代谢能的回归分析

采用JMP 9中的stepwise进行一元回归分析以及多元逐步回归分析(stepwise  regression analysis),以研究日粮代谢能水平和差异代谢标志物的关系。表7列出 了对日粮代谢能水平与血浆差异代谢标志物进行回归分析后,建立的代谢能的预测回 归方程。P值大于0.05的方程未列出。溶血磷脂酰胆碱(18:3/0:0)可以作为唯一的 预测因子建立仔猪日粮有效代谢能水平的一元回归方程,方程为:ME1=3252.2+ 79.8X1,其修正的判定系数(Adj R2)为0.682,预测能力较好。此外,多元回归方程 的建立提高了预测方程的准确性,通过2种差异代谢标志物到7种代谢标志物建立代 谢能预测方程,使Adj R2从0.784增加到0.863。

二元到七元方程分别为:方程2:ME2=3252.0+75.1 X1–75.0 X2(Adj R2= 0.784);方程3:ME3=3251.6+79.5 X1–53.7 X3–24.0 X4(Adj R2=0.834); 方程4:ME4=3251.8+84.4 X1-45.8 X3–34.0 X4-42.5 X5(Adj R2=0.852); 方程5:ME5=3251.6+95.5 X1–38.0 X3–20.8 X4–56.6 X6+52.7 X7-49.9  X8(Adj R2=0.856)。最佳的预测方程为7元方程,即通过7种血浆差异代谢物建立 预测方程:ME6=3251.7+96.0 X1-35.4 X3–28.4 X4–30.1 X5-46.6 X6+ 42.9 X7-40.2 X8,(Adj R2=0.863)。

所述X1、X2、X3、X4、X5、X6X7和X8分别为猪离体血浆中所述化合物(即代 谢标志物)LLL、MLC、GP0、ALL、PRO、LPC、APA和GP1的相对含量。

4.小结

本试验结果表明,血浆差异代谢标志物能够很好得预测断奶仔猪日粮代谢能水平, 一元预测方程为ME=3252.2+79.8 X1(Adj R2=0.682),最优预测方程为ME=3251.7 +96.0 X1-35.4 X3–28.4 X4–30.1 X5-46.6 X6+42.9 X7-40.2 X8,(Adj  R2=0.863)。

表7 断奶仔猪日粮代谢能水平的线性回归预测方程

注:Adj R2为修正的判定系数,用来评价回归方程的拟合优度。均方根误差为the root of the mean square  error;C(p)=the Mallows statistic,用于评价回归模型的拟合度。SE为平均标准误。

实施例4、断奶猪日粮代谢能水平预测方程的应用

1、待测断奶仔猪的离体血浆中八种差异代谢标志物特征数据的获得

1)随机采集30头未参与实施例2建模的按照实施例1的方法饲喂不同代谢能水 平日粮的断奶仔猪的离体血浆样品。

2)按照实施例2中步骤1—3的方法获得各样品中8种差异代谢标志物溶血磷脂 酰胆碱(18:3/0:0)、蔻酰基溶血性磷脂酰胆碱(14:0/0:0)、甘油磷酰乙醇胺 (18:0/0:0)、溶血磷脂酰胆碱(20:4/20:4)、脯氨酸、膦脂酰胆碱(18:2/0:0)、三 肽(精氨酰苯丙氨酰精氨酸)和甘油磷酰乙醇胺(18:1(9Z)/0:0)及其色谱峰面积,取 lg值(即进行lg转换),获得相对含量数据,结果见表8。

表8 待测断奶猪血浆差异代谢标志物的相对含量数据

2、待测断奶仔猪日粮代谢能的预测

将表8得到的待测断奶仔猪血浆差异代谢标志物的相对含量数据分别代入实施例 3中建立的6个预测方程,计算得到相应的猪所饲喂日粮的代谢能的预测值。同时计 算饲喂日粮的代谢能的预测值与实际值之间的相对偏差(RD%)=(预测值-实际值)/ 实际值×100%,结果如表9所示。由表9可知,仅通过方程1便可得到相对准确的代 谢能值。预测值与实际值相对偏差在±2%之内。而通过方程2至6进行预测,可以得 到更准确的结果,方程6的预测值的相对偏差在±1%以内。表9中,ME为饲喂日粮的 代谢能实际值,ME1—ME6分别为通过实施例3中的方程1至方程6得到的饲喂日粮的 代谢能预测值。

表9 方程1至6对待测断奶仔猪代谢能的预测值

3、小结

本试验结果表明,根据建立的方程,通过盲样猪血浆代谢标志物能够预测仔猪所饲 喂日粮的代谢能水平,其预测误差小,结果准确可靠,具有很好的应用前景。

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