本書內容包含兩部分。部分是對表觀遺傳學的基本理論、動物營養(yǎng)代謝與調控的理論及方法的描述,涉及表觀遺傳學的形成和發(fā)展、主要研究內容、研究技術,動物營養(yǎng)代謝與調控的研究進展,及表觀遺傳學在豬營養(yǎng)代謝中的研究等;第二部分為豬營養(yǎng)代謝與表觀遺傳學的專題研究,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,表觀遺傳學修飾在豬肌肉蛋白質降解中的作用,豬皮下脂肪與肌內脂肪形成的表觀遺傳學調控等。本書適合高校和科研機構動物營養(yǎng)學、豬營養(yǎng)學教學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養(yǎng)代謝和表觀遺傳學之間的關系,詳細論述了豬基因的表達調控和豬的營養(yǎng)代謝、生長發(fā)育之間的內在聯(lián)系。
黃飛若,華中農業(yè)大學,系副主任,副教授,黃飛若,本專著作者,農學博士,動物營養(yǎng)與飼料科學系系副主任,副教授,碩士生導師。長期從事豬營養(yǎng)代謝與表觀遺傳學研究。2013.6.1~2014.6.1:獲國家留學基金委“國家公派訪問學者項目”全額資助,前往世界名校-美國加州大學伯克利分校人類營養(yǎng)與毒理系開展一年的科研工作。主要研究方向:豬營養(yǎng)代謝與表觀遺傳學、氮營養(yǎng)素在肝臟的代謝通路及調節(jié);豬腸道脂肪酸轉運等。2008年工作以來,研究工作先后獲得了國家重點基礎研究規(guī)劃項目(973計劃)、國家自然科學基金、瑞典國際青年科學基金、教育部高等學校博士學科點新教師基金、動物營養(yǎng)國家重點實驗室對外開放基金、湖北省科技研究與開發(fā)計劃以及華中農業(yè)大學人才啟動基金的資助,研究結果先后發(fā)表在British Journal of Nutrition; BioMed Research International;Journal of Animal Science;Livestock Science等國際SCI收錄雜志。科研成果先后于2008年、2011年獲得湖北省科技進步三等獎和二等獎。2009年,論文《豬生長肥育期添加亞麻籽對組織中n-3PUFA富集量和肌肉重的影響》被湖北省畜牧獸醫(yī)學會評為一等獎。
第一章緒論/1
第一節(jié)表觀遺傳學研究進展1
一、表觀遺傳學的形成與發(fā)展1
二、表觀遺傳學和遺傳學的關系2
三、表觀遺傳學的主要研究內容3
四、表觀遺傳學的研究技術6
五、表觀遺傳學的應用前景10
第二節(jié)豬營養(yǎng)代謝調控的研究進展11
一、日糧因素對豬營養(yǎng)代謝的調控12
二、環(huán)境因素對豬營養(yǎng)代謝的調控13
三、微生物因素對豬營養(yǎng)代謝的調控14
第三節(jié)豬營養(yǎng)代謝中的表觀遺傳學研究15
一、營養(yǎng)對表觀遺傳調控及機制15
二、表觀遺傳對營養(yǎng)物質代謝的影響17
三、內分泌激素與表觀遺傳學22
四、表觀遺傳學、營養(yǎng)與環(huán)境的關系26
參考文獻27
第二章表觀遺傳學調控的分子機制/32
第一節(jié)組蛋白修飾32
一、組蛋白的甲基化修飾33
二、組蛋白的乙酰化與去乙;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)染色質重塑41
一、染色質的結構42
二、核小體的定位44
三、染色質重塑復合物45
四、染色質重塑的模式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甲基轉移酶的分類56
第四節(jié)非編碼RNA調控58
一、RNA干擾的特點59
二、RNA干擾作用機制61
三、miRNA作用機制與功能62
參考文獻66
第三章豬營養(yǎng)代謝與調控/71
第一節(jié)豬氨基酸代謝與調控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、飼糧中營養(yǎng)物質對氨基酸代謝的調控76
五、激素對蛋白質氨基酸代謝的調控80
六、氨基酸對基因表達的調節(jié)及機制82
七、功能性氨基酸研究進展85
第二節(jié)豬碳水化合物的代謝與調控89
一、碳水化合物的分類89
二、碳水化合物的代謝途徑90
三、碳水化合物的營養(yǎng)生理作用95
四、碳水化合物對豬營養(yǎng)代謝調控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、激素對脂肪代謝的調控100
四、脂肪代謝的營養(yǎng)調控105
五、豬脂肪代謝相關酶的調控109
參考文獻112
第四章豬腸道脂肪酸轉運與乙酰化修飾/119
第一節(jié)豬腸道生理與代謝特點119
一、腸道結構與代謝特點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、腸道營養(yǎng)與腸道健康123
第二節(jié)n-3 PUFA與腸上皮細胞脂肪酸轉運的關系125
一、脂肪酸的概念與分類126
二、小腸中脂肪酸轉運相關蛋白126
三、n-3 PUFA調控小腸上皮細胞脂肪酸轉運相關基因表達129
四、n-3 PUFA對小腸上皮細胞甘油三酯合成的抑制作用129
第三節(jié)n-3 PUFA調控腸上皮細胞乳糜微粒組裝130
一、脂肪酸在消化吸收過程中的特異性131
二、肝型脂肪酸結合蛋白及乳糜微粒組裝與分泌133
三、Caco-2細胞腸道脂質代謝模型139
四、n-3 PUFA對腸上皮細胞CM合成和分泌的調控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;揎144
二、乙;c去乙;揎棇δc上皮基因表達的調控145
三、表觀遺傳學修飾對脂肪酸轉運關鍵蛋白的調控145
參考文獻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用159
一、豬蛋白質營養(yǎng)的研究進展159
二、低蛋白水平日糧對仔豬生長性能的影響160
三、低蛋白水平日糧對仔豬氮利用率的影響161
四、低蛋白水平日糧對仔豬氮排泄的影響163
第三節(jié)不同蛋白水平日糧對仔豬肝臟氨基酸代謝的影響163
一、血管插管技術在動物營養(yǎng)物質代謝研究中的應用163
二、不同蛋白水平日糧對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、日糧蛋白水平調控氨基酸代謝相關基因表達175
二、日糧蛋白水平調控甲基化修飾176
參考文獻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182
一、肝臟糖代謝182
二、肝臟脂質代謝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、染色質重塑與糖脂代謝189
第三節(jié)氨在肝臟內的代謝來源與去向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用193
四、不同門靜脈血氨水平對豬肝臟營養(yǎng)代謝的影響194
第四節(jié)乙;c去乙;揎椩诟闻K氨代謝中的調控作用195
一、尿素循環(huán)酶的短期與長期調控195
二、去乙;窼irtuin蛋白家族196
三、SIRT3與鳥氨酸氨甲酰基轉移酶OTC198
四、SIRT5與氨甲酰磷酸合成酶CPS1199
五、轉錄共激活因子PGC-1α與SIRT3和SIRT5200
六、SIRT1/GCN5與轉錄共激活因子PGC-1α201
參考文獻202
第七章免疫應激豬肌肉蛋白質降解與表觀遺傳學修飾/206
第一節(jié)肌肉的生長發(fā)育與肌纖維類型206
一、肌肉的結構及生長發(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的關系210
第二節(jié)免疫應激下動物骨骼肌蛋白質代謝特點212
一、豬集約化生產與免疫應激212
二、免疫應激與動物骨骼肌生長的關系214
三、免疫應激誘導骨骼肌蛋白質分解途徑的機制214
第三節(jié)n-3 PUFA在豬肌肉蛋白質降解中的作用218
一、n-3 PUFA調節(jié)生長肥育豬促炎因子和免疫功能218
二、n-3 PUFA改善生長肥育豬脂肪酸組成和肌肉重224
三、n-3 PUFA調控生長肥育豬組織中基因表達228
四、n-3 PUFA對肌肉蛋白質降解的作用機制231
第四節(jié)表觀遺傳修飾對骨骼肌蛋白質分解的作用235
一、表觀遺傳學修飾修飾對NF-кB的調控235
二、表觀遺傳學修飾對PPARγ的調控237
參考文獻238
第八章豬皮下脂肪與肌內脂肪形成的表觀遺傳學調控/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、皮下脂肪與肌內脂肪的差異245
三、脂肪沉積與肉質的關系246
第二節(jié)脂肪細胞的生成與調控247
一、脂肪細胞的起源247
二、脂肪細胞的分化過程248
三、脂肪細胞分化的關鍵轉錄因子250
四、脂肪細胞分化的信號通路252
五、皮下脂肪和肌內脂肪沉積差異的調控254
第三節(jié)動物體內脂肪生成中的表觀遺傳學調控255
一、乙酰化與去乙;揎椩谥旧芍械淖饔256
二、miRNA在脂肪細胞的分化中的調控作用259
參考文獻260