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2019“颐和”青年奖 候选名单
农业农村部动物营养与饲料学科群重点实验室下属单位推荐青年学者
毛湘冰博士
农业农村部动物抗病营养与饲料重点实验室推荐青年学者
四川农业大学动物营养研究所副教授,硕士研究生导师
人物简介

副教授,硕士研究生导师,四川省学术和技术带头人后备人选。2010年毕业于中国农业大学动物科学技术学院,获得农学博士学位,并于2010年至今在四川农业大学动物营养研究所工作;2016年12月~2017年12月于美国俄克拉荷马州立大学进行访学。主要研究方向为猪的营养与肠道健康、免疫功能,以及饲料添加剂安全使用。

近五年,主持、主研各级科研项目10余项;参编著作和教材3部,以第一作者或通讯作者,在SCI和CSCD收录的杂志(如《Frontiers in Immunology》、《动物营养学报》等)发表论文30余篇;获国家授权发明专利6项,以第一发明人获专利2项;主持获四川省科技进步奖三等奖和成都市科技进步奖三等奖各1项,主研获四川省科技进步奖一等奖1项、三等奖2项。

 

成果介绍

1、猪的营养与肠道健康、免疫功能(猪的抗病营养)

目前,我国养猪生产(尤其是仔猪)病原性腹泻频发,严重影响了养猪生产的效益。而轮状病毒(rotavirus,RV)是引起幼年动物(包括仔猪)严重脱水性腹泻与重度胃肠道炎症的主要病原体。轮状病毒通过影响机体免疫功能(尤其是肠道黏膜免疫)和肠道健康极易侵害和感染仔猪,且1~4周龄期间综合感染率高达80%以上,死亡率最高可达20%。全世界范围内,各国各地区猪场都有较高的RV检出率及感染率,而现阶段尚无根治轮状病毒感染的有效方式。

针对以上问题,在多个项目支撑的情况下,建立了断奶仔猪的RV攻毒模型,初步了解了RV诱导腹泻的作用机制,即其主要是通过干扰仔猪肠道免疫功能和抗氧化能力,进而在肠道上皮细胞内进行复制,并诱导细胞的凋亡,损伤小肠(尤其是小肠前段)。针对RV致病的机制,进一步探讨了通过饲粮中营养性或功能性饲料添加剂(如异亮氨酸、亮氨酸、果胶寡糖、鼠李糖乳酸杆菌GG及自制的复合添加剂等)的使用是否可以缓解轮状病毒感染及其带来的影响。而相关的研究结果表明,饲粮中以上添加剂的添加或补充改善了仔猪的抗氧化能力、免疫功能和/或肠道屏障功能,抑制体内RV的复制和加快RV的清除,降低了小肠上皮细胞的凋亡,进而减少肠道屏障的损伤,缓解了RV攻毒诱导的仔猪腹泻和生长性能下降。

对相关研究成果进行总结,撰写并发表了SCI期刊收录论文5篇,其中1篇论文发表在免疫学的Top 10期刊《Frontiers in Immunology》;申请并获授权国家发明专利2项;培养毕业硕士研究生3名。

2、饲料添加剂安全使用

项目成果针对由于饲料安全理论研究不足、技术不成熟、不配套、相关立法缺乏依据和管理规定不够健全而导致近些年我国饲料质量安全事件频发的问题,通过饲料和饲料添加剂耐受性评价试验,评价目前生猪养殖过程中普遍使用或正在推广应用的氯化胆碱、叶酸、硫酸铜、水合硅铝酸钙钠盐、大豆黄酮、牛磺酸、苯甲酸和恩拉霉素等饲料添加剂的安全性和安全限量。综合安全性及环境污染,得到仔猪和/或生长猪配合饲料中氯化胆碱(98%)、叶酸、硫酸铜、水合硅铝酸钙钠盐、大豆黄酮、牛磺酸、苯甲酸和恩拉霉素等安全限量分别为0.32%、10 mg/kg、250 mg/kg (Cu)、2.5%、400 mg/kg、1.5%、2.5%和80mg/kg。

项目成果在部分饲料、饲料添加剂和养殖企业应用四年来,累计新增产值21948.1万元,新增社会纯收益约677.1万元,增加了就业,社会经济效益显著。该成果已获成都市科学技术进步奖三等奖;并申报四川省科学技术进步奖三等奖,已通过公示期。

成果代表性论文或发明专利

论文一题目:L-异亮氨酸的处理缓解了断奶仔猪的轮状病毒感染和免疫应答

摘要:轮状病毒(rotavirus,RV)是引起婴幼儿和幼龄动物严重胃肠炎和腹泻的主要病原。本研究的目的在于探讨饲粮补充L-异亮氨酸如何改善RV感染断奶仔猪生长性能和免疫应答。由体外的细胞培养试验可知,8 mmol/L的L-异亮氨酸处理IPEC-J2和3D4/31细胞,可显著提高细胞内β-防御素和模式识别受体(pattern recognition receptors,PRR)信号通路相关基因的表达。然后,在体内试验中,28头断奶仔猪被随机分为2个处理,分别饲喂添加或不添加L-异亮氨酸饲粮(并做等氮处理)18天,于试验第15天对每个处理一半仔猪进行口服RV进行攻毒。结果表明,轮状病毒感染显著降低仔猪平均日采食量和增重(P< 0.05),诱发严重的腹泻(P< 0.05),提高了仔猪血清中尿素氮水平(P< 0.05),降低了外周血CD4+淋巴细胞数量和CD4+/CD8+(P< 0.05);而饲粮补充L-异亮氨酸缓解了RV诱导的腹泻和降低的生长性能(P< 0.05),降低了回肠黏膜中轮状病毒非结构蛋白4浓度(P< 0.05),提高了RV感染断奶仔猪血清、回肠和/或肠系膜淋巴结中免疫球蛋白、RV抗体、细胞因子和β-防御素的表达和/或合成(P< 0.05),而这可能源于L-异亮氨酸激活了PRR信号通路及其相关信号通路(P< 0.05)。以上结果表明,饲粮补充L-异亮氨酸能改善RV感染断奶仔猪生长性能和免疫功能,这主要与L-异亮氨酸处理通过激活PRR信号通路改善机体先天性和获得性免疫应答有关。因此,L-异亮氨酸可被推荐在婴幼儿和幼龄动物的RV感染治疗中使用。

关键词:异亮氨酸;轮状病毒;免疫应答;模式识别受体;断奶仔猪

所属研究课题:四川省教育厅重点项目(17ZA0311),现代农业产业技术体系(CARS-35),四川省科技支撑项目(2016NYZ0052和2016NZ0006),国家自然科学基金项目(31501968),“杨胜”门生社群研究计划(B2016010)

研究方向:猪的营养与肠道健康、免疫功能;猪的抗病营养

论文二题目:饲粮果胶寡糖的添加改善了轮状病毒攻毒断奶仔猪生长性能和免疫功能

摘要:轮状病毒感染是引起婴幼儿和幼龄动物胃肠炎和腹泻的主要病原之一。本研究目标即为探讨饲粮中添加果胶寡糖是否能改善轮状病毒感染断奶仔猪的生长性能和免疫力。试验选取28头杂交断奶阉公猪为研究对象,随机分为2个处理,分别饲喂添加或不添加果胶寡糖的饲粮,试验期为18天,试验第15天每个处理一半的仔猪灌服轮状病毒进行攻毒。结果表明,轮状病毒感染显著降低了断奶仔猪的生长性能(P< 0.05);诱导仔猪发生腹泻,提高了仔猪的血清尿素氮(P< 0.05)、丙二醛(P< 0.05)、IgA(P< 0.05)和IgG(P = 0.08)水平,提高了仔猪的血清、空肠和回肠黏膜中轮状病毒抗体水平(P< 0.05),提高了仔猪的空肠(P = 0.07)和回肠(P = 0.08)黏膜中IL-2的水平;降低了仔猪的空肠食糜中消化酶的活性(P< 0.05),降低了仔猪空肠和回肠黏膜中sIgA、IL-4和IFN-γ的水平(P< 0.05),降低了仔猪血清中总抗氧化能力(P< 0.05)。饲粮中果胶寡糖的添加能改善仔猪的生长性能(P< 0.05),提高了仔猪血清中IgA水平(P< 0.05),提高了仔猪空肠食糜中脂肪酶和蛋白酶的活性(P< 0.05),并提高了仔猪空肠和/或回肠黏膜中sIgA、IL-4和IFN-γ的水平(P< 0.05)。而且,饲粮中添加果胶寡糖能缓解轮状病毒攻毒引起的仔猪腹泻、生长性能、轮状病毒抗体水平、抗氧化能力、IgG水平、食糜中消化酶活性和细胞因子水平的影响(P< 0.05)。综上所述,饲粮中果胶寡糖的添加能改善轮状病毒攻毒仔猪生长性能,这可能是由于果胶寡糖处理改善了仔猪免疫功能和营养物质的利用。本研究为预防仔猪肠道受轮状病毒侵袭提供了一个潜在的营养干预策略。

关键词:果胶寡糖;轮状病毒;免疫力;生长性能;断奶仔猪

所属研究课题: “十二五”国家科技支撑计划(2011BAD26B02),现代农业产业技术体系(CARS-36),四川省科技支撑项目(2016NYZ0052), “杨胜”门生社群研究计划(B2016010)

研究方向:猪的营养与肠道健康、免疫功能;猪的抗病营养

论文三题目:饲粮添加苹果果胶寡糖通过提高上皮细胞抗氧化能力改善了轮状病毒攻毒断奶仔猪的肠道屏障功能

摘要:轮状病毒能导致婴幼儿和幼龄动物的肠道屏障功能损伤和腹泻的产生。前期研究表明,苹果果胶寡糖处理可以降低轮状病毒感染仔猪的腹泻。本研究的目的在于探讨饲粮添加苹果果胶寡糖是否能通过改善肠道屏障功能防护轮状病毒感染的影响。试验选取28头断奶阉公猪为对象,将其随机分成2个处理,分别饲喂0或200 mg/kg苹果果胶寡糖,每个处理一半的仔猪于试验第15天进行轮状病毒攻毒,试验期为18天。结果表明,轮状病毒攻毒提高了仔猪的平均腹泻指数,干扰了仔猪盲肠食糜中微生物组成,损伤了仔猪空肠形态结构,降低了仔猪空肠紧密连接蛋白和黏液蛋白的表达及GLP-2浓度,并影响了仔猪空肠黏膜细胞的抗氧化能力、内质网应激、自噬和凋亡;而饲粮添加苹果果胶寡糖缓解了轮状病毒对仔猪腹泻、肠道健康及空肠黏膜细胞的抗氧化能力、内质网应激、自噬和凋亡的影响。综上所述,饲粮添加苹果果胶寡糖能防止轮状病毒诱导的腹泻和肠道屏障功能损伤,这一过程与苹果果胶寡糖改善抗氧化能力而降低小肠上皮细胞中内质网应激、自噬和凋亡有关。

关键词:苹果果胶寡糖;肠道屏障功能;轮状病毒;断奶仔猪;抗氧化能力

所属研究课题:中国国家关键研发计划(2017YFD0500503),现代农业产业技术体系(CARS-35),四川省科技支撑项目(2016NYZ0052),国家自然科学基金项目(3173000499),“杨胜”门生社群研究计划(B2016010)

研究方向:猪的营养与肠道健康、免疫功能;猪的抗病营养

论文四题目:饲粮鼠李糖乳酸杆菌GG改善了轮状病毒攻毒仔猪肠道黏膜屏障功能

摘要:鼠李糖乳酸杆菌GG已被作为一株安全的益生菌。本研究的目的即为探讨饲粮添加鼠李糖乳酸杆菌GG是否能通过改善空肠黏膜屏障功能缓解轮状病毒攻毒断奶仔猪腹泻,并进一步分析空肠黏膜细胞凋亡和肠道微生物的潜在作用。试验选取24头断奶阉公猪为对象,随机分成2个处理,分别饲喂鼠李糖乳酸杆菌GG添加或不添加饲粮,对所有仔猪于试验第11天灌服轮状病毒或无菌培养液。结果表明,轮状病毒攻毒提高了仔猪腹泻率、空肠黏膜中轮状病毒抗体、NSP4和IL-4浓度及Bax mRNA表达水平(P< 0.05),降低了仔猪空肠黏膜形态结构、空肠黏膜中sIgA、IL-4和mucin 1水平及ZO-1、occludin和Bcl-2的mRNA表达水平(P< 0.05),并影响了仔猪回肠和盲肠食糜中的微生物组成(P< 0.05);饲粮添加鼠李糖乳酸杆菌GG改善了仔猪空肠黏膜形态结构,提高了仔猪空肠黏膜sIgA、IL-4、mucin 1和mucin 2浓度及ZO-1、occludin和Bcl-2的mRNA表达水平(P< 0.05),降低了仔猪空肠黏膜Bax mRNA表达水平(P< 0.05);而且,饲粮添加鼠李糖乳酸杆菌GG缓解了轮状病毒诱导的腹泻、空肠黏膜屏障功能损伤及回肠和盲肠微生物的紊乱。综上所述,饲粮添加鼠李糖乳酸杆菌GG通过抑制病毒复制和改善空肠屏障功能缓解了轮状病毒诱导的仔猪腹泻,而这一过程可能源于鼠李糖乳酸杆菌GG降低空肠黏膜细胞凋亡和改善肠道微生物组成。

所属研究课题:“十二五”国家科技支撑计划(2011BAD26B02),国家自然科学基金项目(31201812),现代农业产业技术体系(CARS-36),四川省科技成果转化项目(2014NC0018)

研究方向:猪的营养与肠道健康、免疫功能;猪的抗病营养

论文五题目:饲粮补充亮氨酸改善了轮状病毒攻毒断奶仔猪空肠黏膜黏液蛋白的产生

摘要:本研究的目的在于探讨饲粮补充亮氨酸是否能缓解轮状病毒感染诱导断奶仔猪空肠黏膜黏液蛋白的产生。试验选取24头断奶的阉公猪为对象,随机分成2个处理,分别饲喂补充1.00% L-亮氨酸或0.68% L-丙氨酸(等氮对照)的饲粮,所有仔猪于试验第11天灌服轮状病毒或无菌培养液。试验期为17天。结果表明,轮状病毒显著降低仔猪生长性能(P< 0.05),提高了仔猪平均腹泻指数和血清中轮状病毒抗体浓度(P< 0.05),损伤仔猪空肠黏膜形态结构(P< 0.05),降低了仔猪空肠黏膜中杯状细胞数量、mucin1和mucin 2的浓度及mTOR的磷酸化水平(P< 0.05);饲粮补充亮氨酸能缓解轮状病毒攻毒诱导的仔猪腹泻(P = 0.09)、生长性能下降(P = 0.09)及空肠黏膜绒毛高度/隐窝深度降低(P = 0.06)、杯状细胞数量减少(P< 0.05)、mucin 1(P = 0.08)和mucin 2(P = 0.07)浓度降低、mTOR的磷酸化水平(P = 0.08)下降。综上所述,饲粮补充1.00%亮氨酸缓解了轮状病毒攻毒导致的断奶仔猪空肠黏膜mucin产生和杯状细胞数量下降,而这一过程可能与其可激活mTOR信号通路相关。

所属研究课题:国家自然科学基金项目(31201812),现代农业产业技术体系(CARS-36),四川省科技支撑计划项目(13ZC2237)

研究方向:猪的营养与肠道健康、免疫功能;猪的抗病营养

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