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2020“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
张千博士
农业与农村部牧草资源与利用重点实验室推荐青年学者
中国农业科学院草原研究所,助理研究员
人物简介

男,蒙古族。工作单位:中国农业科学院草原研究所,助理研究员。

研究方向

主要研究方向为幼龄反刍动物营养与健康和功能性畜产品研发

以第一作者发表SCI期刊论文2篇,中文核心论文3篇。

学习经历

2010年9月—2014年6月,本科,西北农林科技大学,动物营养与饲料科学,学士。

2014年9月—2019年6月,硕博连读,兰州大学,动物营养与饲料科学,博士,导师:李发弟 教授。

工作经历

2019年7月至今,中国农业科学院草原研究所,助理研究员。

成果介绍

1. 幼龄反刍动物断奶应激与免疫功能的研究

断奶应激是幼龄反刍动物饲育过程中必须面对的一个问题,过去十年的研究报道证明断奶应激对幼龄反刍动物的生长发育和生产性能有不利影响,包括生长速度减慢和消化率降低。近年来人们越来越关注幼龄反刍动物早期的免疫状况和健康问题,断奶应激不仅可以损害断奶幼龄反刍动物的固有免疫,增加其患病风险,还可以引起自发性免疫系统疾病,导致生产能力下降甚至死亡。利用Meta分析对多个独立研究结果进行方差合并和定量研究,发现断奶应激可导致幼龄反刍动物免疫功能发生明显变化,血浆中皮质醇、触珠蛋白和纤维蛋白原浓度显著升高,并持续到断奶后14 d,可将其作为潜在的生物标志物应用于今后反刍动物断奶应激的研究中。断奶引起的急性应激可在断奶3 d后恢复,但断奶应激诱导的免疫应答持续时间超过21 d。其免疫细胞数量变化和促炎性细胞因子基因表达量的改变证明了其可能存在长期的炎症反应。早期营养调控对羔羊的生理和免疫状态有调控作用,通过改变断奶前营养策略可明显降低断奶应激引起的免疫应答和炎症反应,减轻断奶时应激引起的肠道炎症反应,保护了肠道组织结构完整性和屏障功能,降低肠道中致病微生物的相对丰度,保护羔羊肠道健康和动物福利。

 

2. 早期营养调控影响幼龄反刍动物生产性能和胃肠道功能的研究

断奶前营养策略和断奶日龄对幼龄反刍动物的早期生长发育和胃肠道功能有重要调控作用,有利于实现早期断奶并促进后期生长性能的发挥。断奶前强化营养饲喂策略可为羔羊提供大量易消化的营养物质从而提高断奶前干物质、粗蛋白和粗脂肪的消化率,促进其快速生长,并可将生长发育的优势保持至50 d。延长代乳粉饲喂时间有利于羔羊的快速生长,增加羔羊平均日增重、末体重和胴体重。然而,早期营养调控对瘤胃微生物区系、瘤胃的发酵参数影响十分有限,后肠道功能在早期营养调控中发挥了重要作用。断奶前强化营养饲喂可以显著提高羔羊空肠中乳糖酶、淀粉酶、脂肪酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶活性,以及肠绒毛长度和肌层厚度,并显著影响羔羊空肠组织的基因表达,差异表达基因主要富集到了营养物质吸收和代谢通路。消化酶活性的提高以及糖代谢、脂代谢及相关转运通路基因的显著上调与羔羊养分表观消化率和生产性能上的变化一致。

成果代表性论文或发明专利

论文一:强化代乳粉饲喂方式有利于断奶期间的羔羊的免疫反应和肠道菌群

摘要:断奶前代乳粉饲喂策略是影响断奶期间羔羊健康和动物福利的关键因素。断奶应激可对幼龄反刍动物免疫系统产生负面影响,其生理和免疫状态与肠道微生物群落密切相关。本研究的目的:1)从生理机制和分子水平评价固有免疫应答对断奶应激的响应;2)探究高水平代乳粉饲喂对空肠组织形态学和食糜及粘膜黏附微生物菌群的影响。本试验中,对照组血浆皮质醇、去甲肾上腺素和TNFα浓度均高于高水平代乳粉饲喂组(P < 0.05),血浆中的CXCL8TNFα的基因表达量高于高水平饲喂组(P < 0.05)。对照组空肠组织中TLR4TNFα的基因表达高于高水平饲喂组(P < 0.01)。组织病理学检查显示,对照组主要的病理变化与淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和嗜中性粒细胞的广泛浸润有关。主成分分析表明,羔羊的免疫反应受断奶应激的影响,并受断奶前营养调控。16S-rRNA测序结果表明,对照组的食糜中微生物群落具有更高的alpha指数(ACE:P = 0.095; Chao1:P = 0.085)。在空肠黏膜粘附微生物中,对照组Plesiomonas的相对丰度比高水平代乳粉组高4倍(P = 0.017)。结果表明,断奶应激诱导的免疫应答超过21天,血液学和促炎性细胞因子的基因表达证明羔羊存在长期的炎症反应。断奶前高水平代乳粉饲喂可导致复杂的生物学反应,并对羔羊空肠微生物菌群产生影响。与传统的饲喂方法相比,强化代乳粉饲喂可缓解断奶应激诱导的免疫反应,并降低空肠致病微生物的相对丰度。

关键词:羔羊;断奶应激;免疫应答;细胞因子;小肠微生物区系

论文二:代乳粉饲喂量和断奶日龄对羔羊生产性能,营养物质消化率和瘤胃微生物区系的影响

摘要:为了提高羔羊的生长速度和饲料利用率,早期断奶和强化代乳粉饲喂更多的应用到羔羊的培育中。瘤胃发育受到宿主,固体饲料,瘤胃微生物菌群和发酵之间复杂相互作用的影响。本研究中,将30只湖羊公羔随机分为4个处理组,按2××2因子设计,分别具有两个不同的断奶年龄(21或35 d)和两个不同的代乳喂养量(2%或4%平均体重)。本研究旨在分析断奶日龄和代乳粉饲喂水平对以下方面的影响:1)瘤胃组织形态,发酵功能和微生物组成;2)从断奶前到断奶后50 d的羔羊的采食量、生长性能和养分消化率。结果表明,断奶日龄和代乳粉水平对50 d养分的表观消化率、瘤胃微生物区系和发酵参数影响非常有限。干物质、粗蛋白、粗脂肪和酸性洗涤剂纤维的消化率从8 d到49 d逐渐下降。断奶日龄和代乳粉处理之间对FirmicutesP = 0.020),Ruminococcaceae UCG 014P = 0.033)和RoseburiaP = 0.032)的相对丰度有交互作用。21 d断奶组Ruminococcus 1的相对丰度明显高于35 d断奶组(P = 0.035)。35 d断奶羔羊的淀粉(P = 0.004)和脂肪(P <0.001)摄入量更高,总平均日增重(P = 0.001)、最终体重(P = 0.013)和胴体重(P = 0.008)显著高于21 d断奶羔羊。4%代乳粉饲喂量组脂肪和粗蛋白(P = 0.019)摄入量更多(P <0.001),总平均日增重(P = 0.013)和胴体重(P = 0.036)高于2%代乳粉饲喂量组。结果表明,断奶日龄和代乳粉饲喂水平对养分的表观消化率、瘤胃微生物区系和发酵功能的影响有限。饲喂高水平代乳粉并推迟断奶可以提供大量易于吸收的营养物质,从而增加羔羊的体重和平均日增重,对羔羊的快速增重具有持续的积极影响。

关键词:羔羊;生产性能;消化率;组织形态学;发酵功能;瘤胃微生物区系

论文三:断奶应激对幼龄反刍动物免疫系统的影响及其机理

摘要:断奶初期幼龄反刍动物的消化和免疫系统等尚未发育完全,断奶应激会导致幼畜体内激素水平及免疫功能改变,引起免疫系统抑制,诱发炎症反应,阻碍幼畜生长发育,增加患病风险。本文从糖皮质激素、免疫细胞、急性期蛋白和相关细胞因子4个方面阐述了断奶应激对幼龄反刍动物免疫系统的影响及其机理,旨在为相关研究提供科学依据。

关键词:幼龄反刍动物;断奶应激;免疫系统;糖皮质激素;细胞因子

论文四:反刍动物应激反应中糖皮质激素对免疫系统的调节机理

摘要:糖皮质激素是一种强效抗炎物质,对免疫系统有着广泛的抑制作用。在应激反应中糖皮质激素可通过抑制细胞因子释放、诱导细胞凋亡以及影响免疫细胞分化和迁移等途径,调控家畜的免疫系统功能。本文从糖皮质激素受体的表达、对免疫细胞的影响及对细胞因子的调节3个方面阐述了反刍动物应激反应中糖皮质激素的免疫调节作用及其机理,旨在为相关研究提供科学依据。

关键词:反刍动物;应激;免疫调节;糖皮质激素;细胞因子

论文五:断奶应激影响犊牛免疫功能的Meta分析

摘要:本研究利用Meta分析评估断奶应激对犊牛免疫系统功能的影响。筛选后共纳入11篇文献,通过回归分析解释异质性来源,敏感性分析评估结果稳定性,使用漏斗图评估发表偏倚。亚组Meta分析结果表明断奶应激可导致犊牛血液中的中性粒细胞数在断奶后1~3 d显著升高(P < 0.001),淋巴细胞数显著降低(P < 0.001),单核细胞数在断奶后的11~14 d显著降低(P = 0.015)。断奶后1~3 d(P = 0.046)和11~14 d(P = 0.001)犊牛血浆中皮质醇浓度显著升高,但断奶后5~8 d无显著变化。触珠蛋白(P < 0.001)和纤维蛋白原(P < 0.001)断奶后显著升高,并持续到断奶后14 d。敏感性分析表明所有结果稳定可靠,漏斗图分析表明皮质醇,触珠蛋白和纤维蛋白原存在少量的发表偏倚。本Meta分析发现触珠蛋白和纤维蛋白原在犊牛断奶后两周仍高于断奶前水平,可以考虑将其作为潜在应激标志物应用于今后反刍动物应激反应的研究中。同时,本研究为犊牛的健康管理和疾病预防,以及犊牛断奶应激和免疫功能相关的研究提供了科学依据。

关键词:断奶应激;犊牛;免疫系统;Meta分析

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