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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
石宝明博士
农业农村部东北动物营养与饲料科学观测实验站推荐青年学者
东北农业大学动物营养研究所副所长
人物简介

男,1974年生,博士,教授,博士生导师,科技部中青年科技创新领军人才、黑龙江省杰出青年基金项目获得者。现任东北农业大学动物营养研究所副所长,猪营养代谢与调控团队带头人,中国畜牧兽医学会动物营养学分会副秘书长。主要从事动物营养与饲料科学方面的研究与教学工作。近年来重点研究了饲料中有毒有害物质危害机理与防控技术和母仔猪健康营养调控技术。出版学术著作 10部,发表学术论文140余篇,其中SCI 收录41篇。主持“十三五” 国家重点研发课题1项,国家自然科学基金3项,其他各类科研项目20余项。获得国家科技进步二等奖1项,省部级科技进步一等奖1项、二等奖4项、三等奖1项;授权国家发明专利8项。指导、培养研究生43名。

成果介绍

针对畜牧业快速发展过程中存在的饲料资源短缺、饲料效率低下和畜产品质量问题,申请人重点研究了饲料养分利用屏障作用机理与消除技术、母仔猪健康营养调控技术和饲料中有毒有害物质危害机理与防控技术,以期拓展饲料资源,提高饲料利用率,保障肉品质和安全。

在开发饲料资源方面,首次阐明了玉米DDGS致育肥猪和母猪氧化应激的分子机制;通过代谢调控技术,有效克服了DDGS型日粮的负面作用,冷鲜肉货架期延长3天以上,母猪窝断奶仔猪数提高1.07头。发明了以玉米DDGS为主要蛋白质原料的无豆粕型育肥猪饲料专利,降低饲料成本8.7%,有助于减弱大豆这个国际化农产品对国内市场的冲击干扰,被哈尔滨市列为重点推广项目。

在提高饲料质量方面,探索了日粮养分调控母猪乳成分和结构的分子机理,研发了通过日粮活性物质改善子代免疫功能的母仔一体化营养关键技术,发明了提高母猪初乳中免疫球蛋白含量的饲料添加剂专利,改善母猪健康,仔猪成活率提高4%,断奶重提高9%。

在保证饲料安全方面,揭示了霉菌毒素对母猪及其子代的毒性作用及分子机理;开发出应用吸附剂、肠道屏障和体内解毒三重防御体系的饲料脱毒技术;转让了一种玉米赤霉烯酮吸附剂发明专利,吸附率达90%以上,处理成本降低75%。有效解决了霉菌毒素污染难题。

以上研究内容共发表论文149篇,SCI39篇,其中近五年以第一或通讯作者在《Food & Function》、《Ecotoxicology and Environmental Safety》、《Toxicon》、《Theriogenology》、《Livestock Science》、《Biological Trace Element Research》、《Food Additives and Contaminants》、《Italian Journal of Animal Science》、《Advanced Materials Research》等期刊发表SCI论文20篇。申请国家发明专利14项,已授权7项。第1发明人4项,转让1项,和企业合作开发2项。获省部级二等奖以上奖励7项,其中国家科技进步二等奖1项(排名第3),黑龙江省科技进步一等奖1项(排名第2)。通过这些项目,本人共培养硕/博士研究生43名、大学生创新项目62名。

  项目成果在近三年在谷实集团等10家具有代表性的饲料和养殖企业推广,为企业新增利润3.02亿元,新增税收0.35亿元。为生产优质、安全畜产品提供了重要技术支撑,为推动我国畜牧业发展做出了重要贡献。

成果代表性论文或发明专利

1、题目:维生素C通过调控核受体PXR、CAR及其靶基因的表达保护仔猪肝脏免受玉米赤霉烯酮诱导的氧化应激

摘要:玉米赤霉烯酮(ZEN)是人类食品和动物饲料中最常见的霉菌毒素,已有研究证明ZEN能够有效的被维生素C解毒。本研究的目的是掌握维生素C如何保护仔猪免受ZEN引起的氧化应激。试验采用32头健康杜×长×大三元杂交、12.27±0.30 kg的断奶仔猪进行试验。仔猪单饲于试验笼中(1.5m×0.6 m×0.8 m), 用自动料槽和乳头饮水器自由采食和饮水。将32头断奶仔猪按随机区组分为4个处理,每个处理设8个重复 (栏 ) ,每个重复1头猪,试验采用采用2×2因子设计。(1)基础饲粮(不含ZEN);(2)基础饲粮+维生素C(150 mg/kg);(3)基础饲粮+1mg/kg ZEN;(4)基础饲粮+1mg/kgZEN+ 维生素C(150 mg/kg);试验期为28天。试验结果表明,ZEN可以显著提高断奶仔猪的肝脏系数(P<0.05)和肝中ZEN的残留量(P<0.05),有明显的肝细胞肿胀和颗粒变性现象。另外,ZEN可显著提高仔猪肝脏中MDA水平(P<0.05),降低肝脏中SOD、T-AOC和GSHPx的水平(P<0.05)。然而,在含有玉米赤霉烯酮的日粮中添加150 mg/kg维生素C可降低玉米赤霉烯酮对肝脏系数,ZEN残留和氧化应激的影响,也能降低仔猪肝脏中MDA水平,提高SOD,T-AOC和GSHPx水平。此外,核受体基因(PXR、CAR)、I相代谢酶基因(CYP1A1、CYP1A2、CYP2A6)和II相代谢酶基因(UGT1A1、UGT1A3、UGT1A6)的mRNA水平和蛋白水平显著增加。总之,维生素C可通过调节核受体信号通路来缓解ZEN对断奶仔猪肝脏的损伤。

关键词:玉米赤霉烯酮;维生素C;核受体;断奶仔猪;肝脏

2、玉米赤霉烯酮对雌性仔猪核受体PXR、CAR及其靶基因mRNA表达的影响

摘要:本试验研究了玉米赤霉烯酮(ZEN)对孕烷X受体(PXR)、组成型雄烷受体(CAR)、I相代谢酶和II相代谢酶基因的mRNA表达的影响,以及对肝脏的毒性作用。将32头雌性断奶仔猪(杜洛克×长白×大白,12.27±0.30kg)分成4组(n = 8头仔猪/组),每组日粮中ZEN的添加剂量分别为0(对照组)、0.5、1和2mg/kg,试验期为28 天。结果表明,日粮中添加ZEN(0.5-2 mg/kg)对生长性能无影响,但血清天冬氨酸转氨酶、丙氨酸氨基转移酶、碱性磷酸酶和γ-谷氨酰转移酶活性显著上升呈剂量依赖性(P<0.05)。肝脏中的ZEN残留(P<0.01)也呈线性和剂量依赖性增加。此外,PXR、CAR、I相代谢酶基因(CYP2E1、CYP3A5、CYP2A6、CYP1A1和CYP1A2)和II相代谢酶基因(GSTA1、GSTA2、UGT1A3)显著以剂量依赖的方式线性增加(P<0.05)。然而,随着日粮ZEN浓度的增加,脾脏相对重量和肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶活性(P<0.05)呈线性下降趋势,核受体PXR和CAR的mRNA表达对雌性仔猪中的ZEN有明显反应,导致其靶基因的mRNA表达水平增加。这一发现表明核受体信号系统在对抗玉米赤霉烯酮的防御中发挥重要作用。

关键词:断奶仔猪;孕烷X受体;组成型雄烷受体;玉米赤霉烯酮;信号通路

3、哺乳母猪日粮中添加硬脂酰-2-乳酸钠对繁殖性能、养分消化率、乳成分及乳脂肪球粒度的影响

摘要:本试验的主要目的在于研究哺乳母猪日粮中(有豆油或无豆油)添加硬脂酰-2-乳酸钠对生产性能、饲粮养分消化率、乳成分及乳脂肪球粒度的影响。试验选用60头经产母猪(大白×长白),随机分为4组,试验为2(豆油添加量0%或3%)×2(0%或0.1%硬脂酰乳酸钠)双因素试验设计。每组15个重复,每个重复1头母猪。哺乳期间,添加豆油和硬脂酰-2-乳酸钠组母猪背膘厚度损失较少(P<0.05)。与未添加豆油组相比,日粮中添加3%豆油采食量较低(P <0.05),但是对能量摄入量和发情间隔没有明显影响,并且与添加日粮硬脂酰-2-乳酸钠没有明显互作(P >0.05)。添加豆油和硬脂酰-2-乳酸钠组对粗脂肪的消化率要高于只添加豆油组母猪(P <0.05)。此外,添加豆油和硬脂酰-2-乳酸钠组母猪对粗蛋白、钙磷的消化率也高于其它组(P<0.05)。添加豆油和硬脂酰-2-乳酸钠组母猪哺乳第11天时乳脂、乳蛋白和总固形物含量高于其它组(P <0.05)。同时豆油和硬脂酰-2-乳酸钠对乳脂和总固形物含量有互作。日粮中添加0.1%硬脂酰-2-乳酸钠可以显著降低哺乳第11天乳中脂肪颗粒平均粒径(P<0.05)。日粮处理对母猪血浆中胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇无显著影响。总之,哺乳母猪日粮中添加0.1%硬脂酰-2-乳酸钠能减小乳中脂肪球粒度,并改善母猪饲粮消化率和乳汁组成。

关键词:养分消化率,哺乳母猪,乳脂肪球,硬脂酰-2-乳酸钠,豆油

4、日粮柠檬酸对妊娠后期及哺乳期母猪繁殖性能、钙磷消化率、乳成分及免疫球蛋白的影响

摘要:研究了日粮中柠檬酸(CA)对母猪妊娠后期和哺乳期粗蛋白(CP)、钙(Ca)、磷(P)全消化道表观消化率(CTTAD)、血浆生化参数、乳成分、免疫球蛋白及繁殖性能的影响。将48头母猪(长白×大白,平均产次3.82±1.00)随机分为4个日粮处理组(每个处理组12头母猪),分别添加0(对照组)、5、10或15 g/kg柠檬酸。试验从妊娠第90天开始,一直到哺乳第24天,持续48天。在妊娠第107天、哺乳第0天(分娩)和第24天(断奶)采集血样。初乳和常乳分别在哺乳第0天(产仔)和第14天采集。在哺乳第20天和第21天采集母猪粪便样本。本研究结果表明,基础日粮中添加15 g/kg柠檬酸可显著提高粗蛋白和磷的表观消化率(P<0.05)。此外,添加10和15 g/kg柠檬酸可显著提高钙的表观消化率(P<0.05)。各日粮处理组之间母猪平均日采食量(ADFI)、母猪体重(BW)变化、产仔数、出生窝重、断奶窝重、仔猪增重无显著性差异(P>0.05)。在整个实验过程中,添加10 g/kg 柠檬酸后,血浆中钙离子浓度显著提高(P<0.05)。另外,添加柠檬酸增加了妊娠期107天是血浆中磷浓度(P<0.05)。添加15 g/kg柠檬酸提高了分娩日、断奶日血浆总蛋白(TP)和初乳、常乳中总蛋白含量(P<0.05)。添加10和15 g/kg钙可提高母猪血浆中的IgG和IgA水平。与对照组相比,添加15 g/kg钙的日粮能显著提高初乳和常乳中除了IgG以外的免疫球蛋白水平(P<0.05)。综上,妊娠后期和哺乳期补充柠檬酸对母猪和繁殖性能无显著影响。添加10和15 g/kg钙可增强母猪对日粮中钙、磷和蛋白质的吸收,改善母猪的体液免疫功能,并可经乳的传递受益于仔猪。

关键词:柠檬酸,全消化道表观消化率系数,免疫球蛋白,乳成分,繁殖性能,母猪

5、猪组成型雄甾烷受体激动剂的高通量筛选鉴定

摘要:猪正面临大量的外源性物质潜在的有害影响,这不仅对动物健康和猪肉品质有害,而且危害人类健康。因此,猪组成型雄甾烷受体激动剂(pgCAR)的鉴定对猪和消费者都是有益的,因为它在外源代谢中起着关键作用。在本研究中,我们以48孔形式利用人肝Hepg2细胞瞬时转染pcDNA3.1-pgCAR质粒和报告质粒,以确定促进CAR的化学物质或天然化合物,并参考pgCAR激动剂苯妥英钠进行校准,建立了一个稳定而敏感的基于细胞的高通量筛选(HTS)模型。综上,采用高通量筛选鉴定技术从13种复合物中挑选出三种激动剂(维生素C、叶酸、谷甾醇),其中尤其谷甾醇效果最明显。

关键词:猪组成型雄甾烷,激动剂,高通量筛选,外源性物质

6、不同脂肪来源对母猪乳脂肪酸组分、乳脂肪球粒径及母仔猪免疫的影响

摘要:本试验旨在研究不同脂肪来源饲粮对哺乳母猪繁殖性能、乳脂肪酸组分、母仔猪血浆脂肪酸组分、乳脂肪球粒径及母仔猪血浆免疫球蛋白的影响。本试验选取60头经产母猪随机分成4组:3%椰子油组(C14)、3%棕榈油组(C16)、3%豆油组(C18)及混合油组(1%椰子油+1%棕榈油+1%豆油)。试验期从母猪妊娠107天开始至哺乳第21天为止。椰子油组含有较多的月桂酸(C12);棕榈油组含有较多棕榈酸(C16);豆油组则含有较多的亚油酸(C18)。试验结果表明:哺乳母猪饲粮中添加椰子油、棕榈油、豆油及三种油的混合物对母猪繁殖性能无显著影响(P>0.05)。与棕榈油和椰子油相比,母猪饲粮中添加豆油可显著提高母猪初乳中的乳脂含量(P<0.05)。不同日粮处理对母猪初乳和常乳中免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白G(IgG)及免疫球蛋白A(IgA)含量均无显著性影响(P>0.05)。然而,与椰子油和棕榈油组相比,豆油组母猪分娩当天及仔猪21天血浆中IgG和IgA含量显著升高(P<0.05)。与其他处理组相比,椰子油显著降低了母猪血浆中IgG和IgA浓度(P <0.05)。哺乳母猪饲粮中添加椰子油可显著提高母猪初乳和常乳中C12:0和C14:0的含量,棕榈油可显著提高母猪初乳及常乳中的C16:0的含量,豆油可显著提高初乳和常乳中的C18:2n-6及C18:3n-3的含量(P<0.05)。仔猪血浆中脂肪酸水平与母猪乳中脂肪酸水平类似。此外,豆油可显著增加乳中脂肪球粒径,而椰子油和棕榈油可降低乳中脂肪球粒径(P<0.05)。总之,豆油可提高母猪乳中乳脂、C18:2n-6和C18:3n-3的含量,同时豆油亦可提高母仔猪血浆中IgG和IgA的含量。椰子油可显著降低乳脂肪球粒径,其次是棕榈油和豆油。

关键词:椰子油;棕榈油;免疫球蛋白;脂肪酸;乳脂肪球

7、日粮电解质平衡对母猪妊娠后期及哺乳期繁殖性能、血浆生化参数及免疫球蛋白的影响

摘要:本试验研究了日粮电解质平衡(dEB)对妊娠后期和哺乳期母猪繁殖性能、尿液pH、血浆生化参数、乳成分和免疫球蛋白的影响。根据体重和产次数将48头母猪(长白猪×大白猪,平均产次4.1±1.75)随机分为4个处理组,每个处理12个重复,每个重复1头母猪。从妊娠第90天到分娩当天,日粮dEB值分别为-100、0、162(对照组)和300 meq/kg,在21天哺乳期内dEB值分别过渡到-100、0、198(对照组)和300 meq/kg。通过调控饲粮钠(Na)和氯(Cl)的水平来调整dEB值,其中各试验处理组钙(Ca)和磷(P)的浓度保持不变。在妊娠第107天、分娩和断奶当天(哺乳第21天)采集血液和尿液样本。初乳和常乳分别在哺乳第0天和第14天采集。结果表明,dEB为-100 meq/kg组母猪平均日采食量(ADFI)较其他三组低(P<0.05),各日粮处理间母猪或仔猪性能的其他参数无显著差异(P>0.05)。与对照组和dEB为300 meq/kg组相比,dEB为-100和0meq/kg组母猪的尿液pH值较低(P<0.05),在所有采样阶段,对照组的尿液pH值均低于300 meq/kg组(P<0.05)。此外,与断奶当天0 meq/kg组相比,-100 meq/kg组母猪的尿液pH值也更低(P<0.05)。在所有检测阶段,-100或0 meq/kg组母猪的血浆Cl和Mg浓度均高于对照组(P<0.05)。各处理组血浆钙、磷浓度无明显差异(P>0.05)。在不同的处理中,初乳和常乳中蛋白质、乳糖和乳脂的比例相近(P>0.05);与对照组相比,-100或0 meq/kg组母猪的血浆、初乳和常乳中的免疫球蛋白含量较高(P<0.05)。总之,在妊娠后期和哺乳期改变饲粮电解质平衡值不会影响母猪及仔猪性能,也不会影响初乳及常乳中乳蛋白、乳糖及乳脂的比例。

关键词:电解质平衡,免疫球蛋白,乳成分,繁殖性能,母猪

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