豬營(yíng)養(yǎng)代謝與表觀遺傳學(xué)
本書內(nèi)容包含兩部分。部分是對(duì)表觀遺傳學(xué)的基本理論、動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)代謝與調(diào)控的理論及方法的描述,涉及表觀遺傳學(xué)的形成和發(fā)展、主要研究?jī)?nèi)容、研究技術(shù),動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)代謝與調(diào)控的研究進(jìn)展,及表觀遺傳學(xué)在豬營(yíng)養(yǎng)代謝中的研究等;第二部分為豬營(yíng)養(yǎng)代謝與表觀遺傳學(xué)的專題研究,涉及豬腸道脂肪代謝與乙酰化修飾,日糧不同蛋白質(zhì)水平下豬腸道和肝臟氨基酸的代謝及甲基化分析,表觀遺傳修飾在肝臟糖脂及氨代謝中的作用,表觀遺傳學(xué)修飾在豬肌肉蛋白質(zhì)降解中的作用,豬皮下脂肪與肌內(nèi)脂肪形成的表觀遺傳學(xué)調(diào)控等。本書適合高校和科研機(jī)構(gòu)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)、豬營(yíng)養(yǎng)學(xué)教學(xué)和研究的師生和科研人員閱讀參考。
本書首次揭示了豬的營(yíng)養(yǎng)代謝和表觀遺傳學(xué)之間的關(guān)系,詳細(xì)論述了豬基因的表達(dá)調(diào)控和豬的營(yíng)養(yǎng)代謝、生長(zhǎng)發(fā)育之間的內(nèi)在聯(lián)系。
黃飛若,華中農(nóng)業(yè)大學(xué),系副主任,副教授,黃飛若,本專著作者,農(nóng)學(xué)博士,動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)系系副主任,副教授,碩士生導(dǎo)師。長(zhǎng)期從事豬營(yíng)養(yǎng)代謝與表觀遺傳學(xué)研究。2013.6.1~2014.6.1:獲國(guó)家留學(xué)基金委“國(guó)家公派訪問學(xué)者項(xiàng)目”全額資助,前往世界名校-美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校人類營(yíng)養(yǎng)與毒理系開展一年的科研工作。主要研究方向:豬營(yíng)養(yǎng)代謝與表觀遺傳學(xué)、氮營(yíng)養(yǎng)素在肝臟的代謝通路及調(diào)節(jié);豬腸道脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)等。2008年工作以來,研究工作先后獲得了國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究規(guī)劃項(xiàng)目(973計(jì)劃)、國(guó)家自然科學(xué)基金、瑞典國(guó)際青年科學(xué)基金、教育部高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)新教師基金、動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)外開放基金、湖北省科技研究與開發(fā)計(jì)劃以及華中農(nóng)業(yè)大學(xué)人才啟動(dòng)基金的資助,研究結(jié)果先后發(fā)表在British Journal of Nutrition; BioMed Research International;Journal of Animal Science;Livestock Science等國(guó)際SCI收錄雜志。科研成果先后于2008年、2011年獲得湖北省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)。2009年,論文《豬生長(zhǎng)肥育期添加亞麻籽對(duì)組織中n-3PUFA富集量和肌肉重的影響》被湖北省畜牧獸醫(yī)學(xué)會(huì)評(píng)為一等獎(jiǎng)。
第一章緒論/1
第一節(jié)表觀遺傳學(xué)研究進(jìn)展1
一、表觀遺傳學(xué)的形成與發(fā)展1
二、表觀遺傳學(xué)和遺傳學(xué)的關(guān)系2
三、表觀遺傳學(xué)的主要研究?jī)?nèi)容3
四、表觀遺傳學(xué)的研究技術(shù)6
五、表觀遺傳學(xué)的應(yīng)用前景10
第二節(jié)豬營(yíng)養(yǎng)代謝調(diào)控的研究進(jìn)展11
一、日糧因素對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)代謝的調(diào)控12
二、環(huán)境因素對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)代謝的調(diào)控13
三、微生物因素對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)代謝的調(diào)控14
第三節(jié)豬營(yíng)養(yǎng)代謝中的表觀遺傳學(xué)研究15
一、營(yíng)養(yǎng)對(duì)表觀遺傳調(diào)控及機(jī)制15
二、表觀遺傳對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝的影響17
三、內(nèi)分泌激素與表觀遺傳學(xué)22
四、表觀遺傳學(xué)、營(yíng)養(yǎng)與環(huán)境的關(guān)系26
參考文獻(xiàn)27
第二章表觀遺傳學(xué)調(diào)控的分子機(jī)制/32
第一節(jié)組蛋白修飾32
一、組蛋白的甲基化修飾33
二、組蛋白的乙;c去乙;揎34
三、組蛋白的磷酸化修飾37
四、組蛋白的泛素化修飾38
五、組蛋白的SUMO化修飾40
第二節(jié)染色質(zhì)重塑41
一、染色質(zhì)的結(jié)構(gòu)42
二、核小體的定位44
三、染色質(zhì)重塑復(fù)合物45
四、染色質(zhì)重塑的模式48
第三節(jié)DNA甲基化50
一、DNA甲基化50
二、DNA去甲基化54
三、DNA甲基轉(zhuǎn)移酶的分類56
第四節(jié)非編碼RNA調(diào)控58
一、RNA干擾的特點(diǎn)59
二、RNA干擾作用機(jī)制61
三、miRNA作用機(jī)制與功能62
參考文獻(xiàn)66
第三章豬營(yíng)養(yǎng)代謝與調(diào)控/71
第一節(jié)豬氨基酸代謝與調(diào)控71
一、氨基酸的分類71
二、氨基酸的功能73
三、氨基酸的代謝途徑74
四、飼糧中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)氨基酸代謝的調(diào)控76
五、激素對(duì)蛋白質(zhì)氨基酸代謝的調(diào)控80
六、氨基酸對(duì)基因表達(dá)的調(diào)節(jié)及機(jī)制82
七、功能性氨基酸研究進(jìn)展85
第二節(jié)豬碳水化合物的代謝與調(diào)控89
一、碳水化合物的分類89
二、碳水化合物的代謝途徑90
三、碳水化合物的營(yíng)養(yǎng)生理作用95
四、碳水化合物對(duì)豬營(yíng)養(yǎng)代謝調(diào)控96
第三節(jié)脂肪組織與脂肪代謝97
一、脂肪組織的分類97
二、脂肪代謝98
三、激素對(duì)脂肪代謝的調(diào)控100
四、脂肪代謝的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控105
五、豬脂肪代謝相關(guān)酶的調(diào)控109
參考文獻(xiàn)112
第四章豬腸道脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)與乙;揎/119
第一節(jié)豬腸道生理與代謝特點(diǎn)119
一、腸道結(jié)構(gòu)與代謝特點(diǎn)119
二、腸道微生物及微生態(tài)環(huán)境120
三、腸道屏障與免疫功能121
四、腸道營(yíng)養(yǎng)與腸道健康123
第二節(jié)n-3 PUFA與腸上皮細(xì)胞脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)的關(guān)系125
一、脂肪酸的概念與分類126
二、小腸中脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)蛋白126
三、n-3 PUFA調(diào)控小腸上皮細(xì)胞脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)基因表達(dá)129
四、n-3 PUFA對(duì)小腸上皮細(xì)胞甘油三酯合成的抑制作用129
第三節(jié)n-3 PUFA調(diào)控腸上皮細(xì)胞乳糜微粒組裝130
一、脂肪酸在消化吸收過程中的特異性131
二、肝型脂肪酸結(jié)合蛋白及乳糜微粒組裝與分泌133
三、Caco-2細(xì)胞腸道脂質(zhì)代謝模型139
四、n-3 PUFA對(duì)腸上皮細(xì)胞CM合成和分泌的調(diào)控143
第四節(jié)豬腸道脂肪酸代謝與乙酰化修飾144
一、短鏈脂肪酸與腸道組蛋白乙酰化修飾144
二、乙酰化與去乙;揎棇(duì)腸上皮基因表達(dá)的調(diào)控145
三、表觀遺傳學(xué)修飾對(duì)脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)關(guān)鍵蛋白的調(diào)控145
參考文獻(xiàn)146
第五章低蛋白日糧下豬肝臟氨基酸的代謝及甲基化修飾/150
第一節(jié)豬腸道與肝臟氨基酸代謝特點(diǎn)150
一、必需氨基酸151
二、非必需氨基酸156
第二節(jié)低蛋白水平日糧在仔豬日糧中的應(yīng)用159
一、豬蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的研究進(jìn)展159
二、低蛋白水平日糧對(duì)仔豬生長(zhǎng)性能的影響160
三、低蛋白水平日糧對(duì)仔豬氮利用率的影響161
四、低蛋白水平日糧對(duì)仔豬氮排泄的影響163
第三節(jié)不同蛋白水平日糧對(duì)仔豬肝臟氨基酸代謝的影響163
一、血管插管技術(shù)在動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝研究中的應(yīng)用163
二、不同蛋白水平日糧對(duì)仔豬肝臟氨基酸代謝的影響168
三、低蛋白水平日糧下肝臟和腸道氨基酸代謝的異同點(diǎn)172
第四節(jié)不同蛋白水平下氨基酸代謝的甲基化修飾175
一、日糧蛋白水平調(diào)控氨基酸代謝相關(guān)基因表達(dá)175
二、日糧蛋白水平調(diào)控甲基化修飾176
參考文獻(xiàn)177
第六章表觀遺傳修飾在肝臟糖脂及氨代謝中的作用/182
第一節(jié)肝臟糖脂代謝特點(diǎn)182
一、肝臟糖代謝182
二、肝臟脂質(zhì)代謝183
第二節(jié)表觀遺傳修飾在糖脂代謝中的作用184
一、DNA甲基化與糖脂代謝184
二、組蛋白修飾與糖脂代謝186
三、非編碼RNA與糖脂代謝187
四、染色質(zhì)重塑與糖脂代謝189
第三節(jié)氨在肝臟內(nèi)的代謝來源與去向190
一、肝臟氨的來源191
二、肝臟尿素循環(huán)與谷氨酰胺循環(huán)191
三、肝門靜脈灌注模型及應(yīng)用193
四、不同門靜脈血氨水平對(duì)豬肝臟營(yíng)養(yǎng)代謝的影響194
第四節(jié)乙;c去乙酰化修飾在肝臟氨代謝中的調(diào)控作用195
一、尿素循環(huán)酶的短期與長(zhǎng)期調(diào)控195
二、去乙;窼irtuin蛋白家族196
三、SIRT3與鳥氨酸氨甲;D(zhuǎn)移酶OTC198
四、SIRT5與氨甲酰磷酸合成酶CPS1199
五、轉(zhuǎn)錄共激活因子PGC-1α與SIRT3和SIRT5200
六、SIRT1/GCN5與轉(zhuǎn)錄共激活因子PGC-1α201
參考文獻(xiàn)202
第七章免疫應(yīng)激豬肌肉蛋白質(zhì)降解與表觀遺傳學(xué)修飾/206
第一節(jié)肌肉的生長(zhǎng)發(fā)育與肌纖維類型206
一、肌肉的結(jié)構(gòu)及生長(zhǎng)發(fā)育206
二、肌纖維類型及其影響因素207
三、肌纖維類型與肉品質(zhì)的關(guān)系210
第二節(jié)免疫應(yīng)激下動(dòng)物骨骼肌蛋白質(zhì)代謝特點(diǎn)212
一、豬集約化生產(chǎn)與免疫應(yīng)激212
二、免疫應(yīng)激與動(dòng)物骨骼肌生長(zhǎng)的關(guān)系214
三、免疫應(yīng)激誘導(dǎo)骨骼肌蛋白質(zhì)分解途徑的機(jī)制214
第三節(jié)n-3 PUFA在豬肌肉蛋白質(zhì)降解中的作用218
一、n-3 PUFA調(diào)節(jié)生長(zhǎng)肥育豬促炎因子和免疫功能218
二、n-3 PUFA改善生長(zhǎng)肥育豬脂肪酸組成和肌肉重224
三、n-3 PUFA調(diào)控生長(zhǎng)肥育豬組織中基因表達(dá)228
四、n-3 PUFA對(duì)肌肉蛋白質(zhì)降解的作用機(jī)制231
第四節(jié)表觀遺傳修飾對(duì)骨骼肌蛋白質(zhì)分解的作用235
一、表觀遺傳學(xué)修飾修飾對(duì)NF-кB的調(diào)控235
二、表觀遺傳學(xué)修飾對(duì)PPARγ的調(diào)控237
參考文獻(xiàn)238
第八章豬皮下脂肪與肌內(nèi)脂肪形成的表觀遺傳學(xué)調(diào)控/244
第一節(jié)豬脂肪組織分布244
一、豬脂肪組織沉積部位244
二、皮下脂肪與肌內(nèi)脂肪的差異245
三、脂肪沉積與肉質(zhì)的關(guān)系246
第二節(jié)脂肪細(xì)胞的生成與調(diào)控247
一、脂肪細(xì)胞的起源247
二、脂肪細(xì)胞的分化過程248
三、脂肪細(xì)胞分化的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子250
四、脂肪細(xì)胞分化的信號(hào)通路252
五、皮下脂肪和肌內(nèi)脂肪沉積差異的調(diào)控254
第三節(jié)動(dòng)物體內(nèi)脂肪生成中的表觀遺傳學(xué)調(diào)控255
一、乙酰化與去乙;揎椩谥旧芍械淖饔256
二、miRNA在脂肪細(xì)胞的分化中的調(diào)控作用259
參考文獻(xiàn)260