代謝組學在動物營養和飼料領域中的研究進展

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1 前言

傳統營養代謝研究的范圍主要包括產物的濃度、產物的激素水平以及血液的生化等，從而通過一個或者是多個生物學的指標對于機體的營養代謝情況加以反映。但是，生物機體畢竟本身就是復雜的，而且是動態性，如果僅僅依靠某幾個指標就做出判斷，得出結論的話，往往所得到的結果是不夠全面的，也是缺乏一定科學性的，甚至會是錯誤的。因此，尋求一種嶄新的方法就顯得尤為重要了，可以說代謝組學就是在這樣的現實背景下被應用到動物營養和飼料領域中來的。

2 關于代謝組學在動物營養和飼料領域中研究進展的分析

2.1 關于代謝組學

提及代謝組學，其概念最好產生于1971年，可以說是隨著基因組學的產生和發展而來的，后學很多專家和學者展開了關于這方面的研究。

事實上，代謝組學的本質就是一門新生的學科，既能夠進行定性分析，又能夠進行定量分析，主要分析的對象就是低分子質量的代謝產物，樣品可以說唾液，可以是尿液，可以是血漿，也可以是血清等。

2.2 代謝組學的研究方法

在使用代謝組學進行研究和分析的時候，主要包括以下三個步驟，分別是：

第一，制備樣品，包括提取、做好預處理以及分離化合物等；第二，做好數據的采集工作；第三，對數據進行分析，并針對結果做出科學解釋等。需要注意的是，由于生物酶本身就具有高效性，因此很容易導致結果的偏差，為了保證所反映出來的信息是準確的，在取樣工作完成了之后，就要對細胞進行滅活處理，主要目的就是為了抑制細胞內各種反應的發生。

當樣品制備完成了之后，就需要選擇合適的方法對制備樣品中的代謝產物進行測定，實現數據的采集，目前常用的技術手段就是核磁共振、色譜、質譜以及液相色譜和質譜的聯合應用、氣象色譜和質譜的聯合應用等。當然，每一種方法都有著其固有的優勢，當然也是存有缺陷的。

第一種方法就是不會對樣品造成破壞，而且所進行的分析也是非選擇性的，這種技術最為顯著的特點就是不僅能夠進行定性分析，同時又能夠實現為摩爾范圍內的定量分析。但缺陷也是比較明顯的，那就是靈敏度不高，如果代謝產物濃度比較低的話，用這種技術進行檢測的話，結果就會受到很大的影響；對于色譜這項技術而言，具有良好的分離性能，而且靈敏度也相對較高，如果應用到復雜體系中成分測定與分析的話，效果自然是非常理想的，但是從目前的情況來看，如何準確對質譜峰進行識別，以及具體的識別方法等還是尚且沒有完全突破的難題。至于液相色譜和質譜的聯合應用技術，優勢就在于結果客觀、可以選擇，而且分辨率理想，但是時間長，容易對樣品造成某種程度的破壞；氣相色譜和質譜的聯合應用更加適用于植物的代謝組學研究，而且應用的范圍有限，只有具有揮發性的物質方能使用；隨著技術的發展，質譜或者是與色譜聯合應用表現出了普遍的適用性，而且無論是在靈敏度，還是在特異性方面，表現都是比較理想的。

等到做好了數據的采集之后，接下來要做的就是精選工作和分析，把代謝產物的水平相對變化的定量分析和功能性的定位有機結合，做出科學、合理的解釋。通常情況下，都是需要做好一系列的處理工作，主要包括數據的提取工作、質譜峰的掃描工作以及噪聲分析工作等，然后利用相關的軟件，通過多種分析技術的聯合運用，對原本分散性的數據進行分析和總結，做出生物學解讀。

2.3 代謝組學在動物營養和飼料研究中的應用現狀分析

代謝組學的發展始于20世紀90年底中期的，而且從最初就吸引了世界各國科學家的廣泛關注，最初主要是被應用在疾病的診斷上，后來應用的范圍不斷擴大。但是，關于代謝組學在動物營養和飼料中的應用應該說還是在于初級階段，主要研究的就是糖的代謝、脂肪的代謝以及氨基酸代謝等和營養有著密切關系的，然后在分子水平上研究營養素對于動物的生理機能可能產生的影響。

從研究的領域來看，很多研究都是關于添加中草藥的生物學作用，但是對于這些物質的具體代謝途徑缺乏必要了解，因此作用的機制并不是非常明確的。代謝組學的產生和發展恰恰可以解決上述難題。

2.4 代謝組學在動物營養和飼料研究中的應用前景

對于動物營養學而言，最為基礎和重要的內容莫過于營養物質代謝的生理機制和生化機制，通過代謝組學，恰恰可以為上述工作提供有力的技術支撐。另外，代謝組學如果能夠科學應用到營養調控機制領域研究的話，往往能夠進一步明確營養物質的代謝原理，營養素的缺乏或者過?？赡軐е碌奈：σ矊⑦M一步得到明確解釋。

如果把代謝組學的方法應用到飼用微生物在腸道定植和繁殖成優勢菌群評價的話，動物體內代謝過程由于益生菌使用可能產生的生理效應就會得到更加直接的反映，那么關于益生菌為什么會更加利于生長的原理也將得到進一步揭示。

3 結語

雖然代謝組學在動物營養和飼料領域的應用起步相對較晚，但是發展還是非常迅速，具有廣闊前景的。未來應該重點打造專業化的研究隊伍，加快對于該領域的研究，實現研究的全面和深層次發展。