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生物研究论文营养学

2023-12-08 10:13 来源:学术参考网 作者:未知

生物研究论文营养学

科学饮食 健康生活 ----怎样保持健康的体形 :合理的膳食是形成和保持健康体魄,满足体力及脑力劳动需要的巨大能量所必需的。肥胖是指人体脂肪的过量储存,表现为脂肪细胞增多和(或)细胞体积增大,即全身脂肪组织块增大,与其它组织失去正常比例的一种状态。常表现为体重增加,超过了相应身高所确定的标准体重。 中国是一个饮食文化高度发达的国家,中国人历来讲究饮食,中国的饮食讲究烹、煮、炒、炸,讲究色、香、味俱全。但是,随着科学的发展,中国饮食的缺点也逐渐明朗,最大的缺点是过于注重味道,忽略了食物本身的营养,形成了很多的不良的饮食习惯。本文谈的是怎样科学的饮食,重点谈“肥胖”这个困扰越来越多的中国人的问题,谈肥胖造成的原因和怎样预防肥胖。 首先谈一下营养。营养,是指人体摄取、消化、吸收和利用食物中营养物质以满足机体生理需要的生物学过程。营养学是研究食物中的营养素及其它生物活性物质对人体健康的生理作用和有益影响。合理营养是指通过合理的膳食和科学的烹调加工,向机体提供足够的能量和各种营养素,并保持各营养素之间的平衡,以满足人体的正常生理需要、维持人体健康的营养。合理的膳食是形成和保持健康体魄,满足体力及脑力劳动需要的巨大能量所必需的。 而肥胖,则是指人体脂肪的过量储存,表现为脂肪细胞增多和(或)细胞体积增大,即全身脂肪组织块增大,与其它组织失去正常比例的一种状态。常表现为体重增加,超过了相应身高所确定的标准体重。肥胖并不是很多人说的“营养好”了,相反,肥胖是另一种形式的营养不良,也就是营养不均衡。 肥胖不仅影响形体美,而且给生活带来不便,更重要是容易引起多种并发症,加速衰老和死亡。 一、是健康长寿之大敌:据统计肥胖者并发脑栓塞与心衰的发病率比正常体重者高一倍,患冠心病比正常体重者多二倍,高血压发病率比正常体重者多二~六倍,合并糖尿病者较正常人约增高4倍,合并胆石症者较正常人高四~六倍,更为严重的是肥胖者的寿命将明显缩短。据报导超重10%的45岁男性,其寿命比正常体重者要缩短4年,具日本统计资料表明标准死亡率为百分100%,肥胖者死亡率为127.9%。二、影响劳动力,易遭受外伤:身体肥胖的人往往怕热、多汗、易疲劳、下肢浮肿、静脉曲张、皮肤皱折处患皮炎等,严重肥胖的人,行动迟缓,行走活动都有困难,稍微活动就心慌气短,以致影响正常生活,严重的甚至导致劳动力丧失。由于肥胖者行动反应迟缓,也易遭受各种外伤、车祸、骨折及扭伤等。 三、易发冠心病及高血压:肥胖者脂肪组织增多,耗氧量加大,心脏做功量大,使心肌肥厚,尤其左心室负担加重,久之易诱发高血压。脂质沉积在动脉壁内,致使管腔狭窄,硬化,易发生冠心病、心绞痛、中风和猝死。 四、易患内分泌及代谢性疾病:伴随肥胖所致的代谢、内分泌异常,常可引起多种疾病。糖代谢异常可引起糖尿病,脂肪代谢异常可引起高脂血症,核酸代谢异常可引起高尿酸血症等。肥胖女性因卵巢机能障碍可引起月经不调。 五、对肺功能有不良影响:肺功能的作用是向全身供应氧及排出二氧化碳。肥胖者因体重增加需要更多的氧,但肺不能随之而增加功能,同时肥胖者腹部脂肪堆积又限制了肺的呼吸运动,故可造成缺氧和呼吸困难,最后导致心肺功能衰竭。 很明显,肥胖是一种对我们的身体有很大危害的疾病。想要拥有一个健康的身体、优美的体形,就必须重视它,才能预防肥胖。 首先要弄清发胖的原因。人为什么会发胖?有先天性遗传因素,也有后天的因素,即不科学的饮食习惯。而事实上,在庞大的“胖人群”中,大部分人发胖的原因是后一个。本文所谈的也是后一个——不科学的饮食习惯所造成的肥胖。它又可细分为几种情况。 一、动物性食物(包括禽肉类、兽肉类、鱼类、蛋类)摄入增多造成蛋白质摄入量明显增加:脂肪摄入增加由于动物性食物及植物油摄入增加造成,从而引起肥胖、心脑血管病等富裕型慢性病趋向高发。 二、吃糖过多:糖分不但容易吸收,而且能增强促进脂肪生成所需酶的活性,并能刺激具有促进脂肪合成作用的胰岛素的分泌,从而使脂肪蓄积。 三、偏食:偏食能导致营养摄取方面的不平衡,使一些营养元素缺乏。就目前所知,缺乏维生B便能导致肥胖。因为维生素B能使脂肪变成能量,参与脂肪代谢的B族维生素主要有B1、B2、B6等。这些维生素主要存在于糙米、麦皮及许多新鲜蔬菜水果中。 四、零食不断:有些胖人,特别是儿童和年轻女性肥胖者,看起来正餐量不多,但零食不断,从而造成体内聚集的总热量大大超标。 五、不吃早餐:许多女性采取“饥饿减肥法”,企图通过少吃甚至不吃早餐的方法来达到减肥的目的,结果却事与愿违,甚至适得其反。因为不吃早餐会使午饭时的空腹感增强,从而促进食物的吸收,而丰盛的午饭会很快被吸收,形成脂肪,久而久之导致肥胖。 六、晚餐不当:很多人因为时间原因,习惯早餐、中餐吃得简单,一到晚上与家人团聚,时间也充裕了,于是鸡、鱼、肉、蛋、菜摆满餐桌,而这样的安排并不科学。因为食物在体内消化后,一部分进入血液形成血脂,傍晚时血液中胰岛素的含量又上升到一天中的高峰,胰岛素可使血糖转化成脂肪凝结在血管壁和腹壁上,久而久之,人便肥胖起来。 七、进食速度快:肥胖人大多食欲良好,吃东西很快,以致狼吞虎咽,食物未得到充分咀嚼就咽下,不能成为食糜而敷贴于胃壁,所以常常已经吃了不少东西仍感饥饿。同时,由于咀嚼时间过短,迷走神经仍在过度兴奋之中,从而引起食欲亢进。此外,由于过快进食后血糖浓度升高,等到大脑食欲中枢输出停食信号时,往往已经吃了过多的食物。 将原因分析清楚了之后,我们就可以对症下药,开始下一个问题,即怎样预防和治疗肥胖。 预防肥胖最重要,俗语说:防范于未然。等到肥胖开始折磨自己的健康时再减肥,不但会难度增加,而且已经给身体造成了损害。从一开始就杜绝肥胖的“造访”,无疑是最科学、最理智的做法。预防肥胖有五个方面需要注意: 1、提高认识:充分认识肥胖对人体的危害,了解婴幼儿、青春期、妊娠期、更年期、老年期各年龄阶段容易发胖的知识及预防方法。 2、饮食清爽:要想身体苗条健壮、避免肥胖,就要采取合理的饮食营养方法,尽量做到定时定量、少甜食厚味、多素食、少零食。 3、加强运动:经常参加慢跑、爬山、打拳等户外活动,既能增强体质,使体形健美,又能预防肥胖的发生。 4、生活规律:为预防肥胖,养成良好的生活规律是很有必要的。合理的饮食营养、每餐不要太饱,既满足了生理需要,又避免了能量储备;若睡眠过多,热量消耗少,也会造成肥胖,因此,不同年龄的人应安排和调整好自己的睡眠时间,既要满足生理需要,又不能多睡。 5、心情舒畅:良好的情绪能使体内各系统的生理功能保持正常运行,对预防肥胖能起到一定作用。反之,沉默寡言、情绪抑郁,会使生理机能发生紊乱,代谢减慢,加上运动量少,就容易造成脂肪堆积。 对于肥胖的治疗最近几十年,由于人们的重视程度加大,对于肥胖的治疗已经有了科学有效的方法,总的来说,可以分为以下几种情况: 1、控制总热能摄入量。 2、运动法。 3、手术疗法。一般为腹部抽脂肪和胃部分切除。 4、药物疗法[。食物(能量)摄入抑制剂:抑制食欲、增加饱腹感;胃肠道脂肪吸收抑制剂;通过外周组织产热而增加能耗的物质;刺激脂肪代谢,减少甘油三酯合成的物质。 5、非药物疗法。现在多流行针刺疗法、耳穴贴压法、艾灸疗法、指针减肥法、推拿按摩法 。 在医生的指导下,制定科学合理的减肥计划,并坚持执行,基本都能达到较理想的减肥目的。不过,需要特别说明的是,对于儿童肥胖的预防和冶疗必须更加谨慎。 儿童肥胖的产生与热量的摄取有很大的关系,营养失调是产生肥胖的主要原因,而营养失调的突出表现是热量的积累过多。导致热量积累过多的因素主要有:过食糖类饮食,如糖类面制品、含糖量较高的汽水、饮料;饮食进量较多,消耗较少,如夜间加餐等。肥胖儿童的肺活量和每分钟通气量明显低于正常儿童肥胖儿童,细胞免疫功能低下;肥胖儿童生长发育提前,第二性征发育显著,早于正常体重儿童。肥胖对心理行为、智力也有不良影响;肥胖男生倾向于抑郁和情绪不稳;肥胖女生倾向于自卑和不协调;反应速度低、阅读量慢;小儿发胖会使其开始行走的时间推迟,且常因缺钙、体重过重,发生膝内翻或膝外翻及扁平足等。又由于肥胖,小儿机体对外界的反应力、抵抗力下降,容易发生各种感染,特别是呼吸道感染性疾病。长期肥胖的小儿还会发生高脂血症,进而导致动脉硬化、高血压、冠心病、脂肪肝、糖尿病等多种儿童成人病。 儿童肥胖必须及时的治疗,而儿童肥胖的治疗与成人不太相同。由于其处在身体发育阶段,任何过激的治疗方法,对儿童的健康发育成长都会构成不良影响。加之小儿不象成人那样能较好地配合医生,给治疗方案的实施带来一定的困难。因此,家长的密切合作就显得尤为重要。就饮食疗法来说,必须有家长的参与,并要求家长掌握一些有关方面的知识,如不让孩子偏食、过食,不给予高糖、高脂肪等高热量饮食。对小儿进行节食治疗,让其忍受饥饿之苦,这也是一种较难的事情。因此在进行饮食控制之前,务必将肥胖的危害,节食的道理和治疗方案,耐心而详细地告诉给孩子,以求得他们的配合,这一点对于治疗的顺利进行与否,有着关键性的作用。对小儿进行饮食治疗,先要掌握病儿的食物营养特点,以便于对各个年龄阶段和各个病程阶段的患儿制定节食食谱,但总的原则应限制能量摄入,同时要保证生长发育需要,使他们食物多样化,维生素充足,不给刺激性调味品,食物宜采用蒸、煮,或凉拌的方式烹调,应减少容易消化吸收的碳水化合物(如蔗糖)的摄入,不吃糖果、甜糕点、饼干等甜食,尽量少食面包和土豆,少吃脂肪性食品,特别是肥肉,可适量增加蛋白质饮食,如豆制品、瘦肉等。然而,并不是一提减肥就一点糖及含糖食品都不能吃,重要的是小儿肥胖是处于发育期的肥胖,要避免极端地限制热量,学龄儿童每年能增高5~6cm,只要体重维持在现状的情况下,一年后其肥胖程度将得到改善。极端的饮食限制会给儿童造成心理上的压抑,有时也会引起对治疗的抵触。总之,只要合理调整肥胖儿童的饮食,就能取得又减肥又不影响儿童生长发育的良好效果。 减肥不是单纯的减体重,而是减脂肪,错误的减肥方法会导致营养不良,严重的会危及生命。均衡营养,合理膳食,适量运动才是科学的减肥方法。运动应长期坚持而不是偶尔的,进行一次剧烈的运动去消耗能量,那样无助于减肥。研究表明:慢跑、快步走、游泳等是最好的减肥运动。当体内营养均衡,过盛的营养被消耗、排除出体外,不足营养素每日得到适量补充,肥胖自然消失且保持身体健康。 科学的饮食,加上合理的运动,拥有一个健康的身体、优美的体形,自然不是梦想。

谁给我个营养学论文(1000-3000字之间)范围别太大 谢谢~!

医学营养学; 培养目标; 课程设置

20世纪70年代,美国的营养工作者曾对住院病人进行营养调查,发现住院病人营养缺乏症的发病率高达45%~50%,严重影响了住院病人的治愈率〔1〕。此后十多年,随着医院临床营养支持工作的开展,发达国家住院病人的营养不良率降低了一半,病人的死亡率也大大降低,治愈率与病床周转率则大大提高,取得了极大的社会与经济效益〔2〕。因此在现代医学中,临床营养支持治疗与药物、手术治疗具有同等重要的地位。随着社会的发展,各方面对医学营养学认识的不断加深,医学营养学在临床治疗中的作用越来越受到重视。但是,由于医学营养学在我国起步比较晚,我们的培养水平与国际水平存在较大的差距,因此,寻求一种能够适应医院现状的医学营养学专业人才的培养方案是本课题研究的当务之急。通过查阅国内外有关医学营养学教学方面的资料,我们对医学营养学专业的教学模式、课程体系和教学内容的历史和现状进行了一些比较研究,并且对部分医院的医护人员、医学院校的学生和病员以及病员家属的营养学知识和认知情况进行了问卷调查,并听取了相关临床医学、营养学以及教育学方面专家的指导性意见和建议,结合我国目前在医学营养教育方面的实际情况,就医学营养学专业人才的培养提出一些看法和建议,希望能为医学营养专业人才的培养提供有益的理论指导,推动我国医学营养学的发展。

1 医学营养学专业教育的培养目标和模式

培养目标是一个专业规定培养专门人才的标准,也是培养模式的重要内容。通过调查研究,我们发现,有的学校把该专业的目标定位在“以营养为手段,解决疾病与康复的营养治疗与支持问题……”,有的定位于“具有营养专长的临床医师”〔3〕,这些培养目标都是单纯从临床医疗的角度出发,没有考虑到群体的合理营养问题。《卫生部关于加强临床营养工作的意见》中明确界定了临床营养科室的任务“是负责全院病人基本膳食与治疗膳食、诊断膳食、代谢膳食及要素膳食的调配、制备与供应;承担疑难、重危及手术病人的营养会诊;制定病人的营养治疗方案及进行膳食指导;检查营养治疗的临床效果及营养管理实施情况;开展营养宣教、咨询、教学和科研工作”〔4〕,可见,临床营养师除担任临床医疗工作外,还必须承担群体的公共营养指导工作。因此,我们对医学营养学专业(本科)的培养目标作如下定义:培养具有医学和营养学的基本理论知识和技能,能够从事医院临床营养治疗和营养管理,以及食品研究开发和食品监督管理,食品营养评价、营养科学研究单位的工作和高等院校营养专业的师资的高级专业人才。要求本专业学生学习相关的人文社会科学基础知识,基础医学、预防医学、临床医学基本理论知识,营养学的基础理论、基本知识和基本技能,完成从事临床营养治疗工作的基本训练。使学生具有基础医学、临床医学的基本理论知识;掌握人体营养需要及营养水平鉴定的基本知识和技术,临床营养治疗方案的制定和病人膳食指导;掌握食品营养价值的分析原理及技术;掌握食品污染的检测和防治原则,食品卫生监督管理和营养管理的主要技术规范。医学营养学专业培养的是具有营养专长的医生,可以胜任营养医师、医师、营养师,或担任教学、科研、食品卫生管理及相关单位等工作。

2 课程体系和教学内容

2.1 课程设置 见表1。

表1 医学营养学专业课程设置及分类(略)

从表1可以看出医学营养学专业是在公共基础学科、临床医学学科基础上建立起自己的专业课程体系,我们制订的教学计划中,公共基础课、医学基础课和临床课的安排与预防医学等非临床医学专业的课程安排基本同步,公共课、临床课和专业课程的比例符合教育学规律,专业课程设置也是基本符合学科发展原则的。

2.2 教学内容 医学营养学专业的培养目标中要求学生掌握相关的人文社会科学基础知识,基础医学、预防医学、临床医学基本理论知识,营养学的基础理论、基本知识和基本技能。由于该专业学制为4年,共开设50门课程,其中临床实习和营养专业实习各占26周(含节假日),《有机化学》、《分析化学与仪器分析》、《生理学》、《生物化学》、《病理学》、《内科学》、《食品微生物学》、《基础营养学》、《临床营养学》、《食品卫生学》、《食品分析学》及《食品毒理学》为该专业主要课程。在进行课程设置时,考虑到在实际工作中要与临床医生、病人和病人家属打交道,同时还要根据病人的具体情况如身体状况和经济状况制定出适合于病人的营养治疗方案,因此我们在新的课程体系中增加了《组织行为学》和《卫生财务管理》等人文类课程,此外,我们还开设了《餐饮业务管理》、《营养教育原理与方法》等选修课程,以扩大学生的知识面,使他们能够更好地适应将来的工作需要。

我与营养健康学(1000字)论文

  我们的中华民族是一个历史悠久的文化大国,文化底蕴丰富,从古至今,就已经有许多的医书记载着各种食物的营养价值。现代社会,随着人们的生活水平不断提高,在解决了温饱问题之后,人们更多的是关注的自身的健康状态以及膳食结构的合理,食品的营养搭配,营养学和平衡膳食渐渐的成为人们生活中一个时尚而且重要的话题。
  营养学是研究营养与生物健康关系的一门学科,属生物学分支,也是研究人体营养规律及其改善措施的科学,具体的说就是研究人体对食物的利用与代谢规律及科学确定人体对营养素需要量的科学。营养学在其发展的过程中,不仅包括食物进入机体内的变化,如参与生化反应和结合到组织细胞中;还包括指导人们如何选择食物以保障机体的正常生长、发育与繁殖。所以营养学除了有其生物学意义外,还有其社会经济意义。
  营养与营养学是两个概念。营养学家对营养所作的解释是:食物中的营养素和其他物质间的相互作用与平衡对健康和疾病的关系,以及机体摄食、消化、吸收、转运、利用和排泄物质的过程。它是一种全面的生理过程,而不是专指某一种养分。营养素是人类生存和保持人体健康的重要物质基础,但是丰富的营养素未必就可以给人体带来真正的健康。如果我们在饮食行为上不加以注意,摄人的食物种类搭配不合理,就很容易造成某些营养素的缺乏或过剩,同样会导致一些营养性疾病的发生。人一生整个过程都离不开营养,合理的营养可以增强机体对疾病的抵抗力,达到延年益寿的目的。打个比方,如果把人体比作一栋建筑物,营养就相当于建造建筑物的各种材料,如果材料不足偷工减料或材料质量不合格,这栋建筑物肯定是不结实的,同样道理,如果营养不良或营养品质不好,那人肯定也不会很健康了。除此之外,它们两者的关系还是相辅相成的,充足平衡的营养能帮助机体增强免疫力,抵抗疾病的能力增强。 而健康的身体又是吸收营养的前提,比如当身体发烧时,人的体温升高,消化酶活性降低,不能很好消化食物,食欲下降,更谈不上营养的吸收了。营养影响着人类生长发育、智力、延寿、康复以及下一代的成长,甚至可以影响到民族、国家的强盛。
  平衡膳食是人民生活水平提高的必然要求,它是指选择多种食物,经过适当搭配做出的膳食,这种膳食能满足人们对能量及各种营养素的需求,因而叫平衡膳食。一般来说,它是指同时在四个方面使膳食营养供给与机体生理需要之间建立起平衡的关系:氨基酸平衡、能量营养素构成平衡、酸碱平衡及各种营养素摄入之间的平衡,只有这样才有利于营养素的吸收和利用。
  我们知道食物可分两类,一类是动物性食物,包括肉、鱼、禽、蛋、奶及其制品;另一类是植物性食物,包括谷类、薯类、蔬菜、水果、豆类及其制品,食糖类和菌藻类。不同种类食物的营养素不同:动物性食物、豆类含优质蛋白质;蔬菜、水果含维生素、矿物盐及微量元素;谷类、薯类和糖类含碳水化合物;食用油含脂肪;肝、奶、蛋含维生素A;肝、瘦肉和动物血含铁等。这些营养素之间能相互配合,相互制约。如维生素C能促进铁的吸收;脂肪能促进脂溶性维生素A、 D、E、K的吸收;微量元素铜能促进铁在体内的运输和储存;碳水化合物和脂肪能保护蛋白质,减少其消耗;而磷酸、草酸和植酸能影响钙、铁吸收。所以只有吃膳食结构合理的混合膳食,才能满足儿童对食物营养的摄取。
  为了让大家可以更合理的选择食物,适当的搭配,营养学家经过研究发现可以把各种各样的食物分成五类,并设计了一个平衡膳食宝塔。
  平衡膳食宝塔共分五层,包含我们每天应吃的主要食物种类。
  第一层(底层):谷类。包括米、面、杂粮。主要提供碳水化物、蛋白质、膳食纤维及B族维生素。它们是膳食中能量的主要来源,多种谷类掺着吃比单吃一种好。每人每天要吃350-500克。
  第二层:蔬菜和水果。主要提供膳食纤维、矿物质、维生素和胡萝卜素。蔬菜和水果各有特点,不能完全相互替代,不可只吃水果不吃蔬菜。一般来说红、绿、黄色较深的蔬菜和深黄色水果含营养素比较丰富,所以应多选用深色蔬菜和水果。每天应吃蔬菜400-500克,水果100-200克。
  第三层:鱼、虾、肉、蛋(肉类包括畜肉、禽肉及内脏)类。主要提供优质蛋白质,脂肪、矿物质、维生素A和B族维生素。它们彼此间营养素含量有所区别。每天应吃150~200克。
  第四层:奶类和豆类食物。奶类主要包括鲜牛奶、奶粉等。除含丰富的优质蛋白质和维生素外,含钙量较高,且利用率也高,是天然钙质的极好来源。豆类含丰富的优质蛋白质、不饱和脂肪酸、钙及维生素B1、B2等。每天应饮鲜奶250-500克,吃豆类及豆制品50-100克。
  第五层(塔尖):油脂类。包括植不物油等。主要提供能量。植物油还可提供维生素E和必需脂肪酸。每天不超过25克。 
  需要指出的是,对每个人而言,平衡膳食宝塔上的每日所需要的五类食物是不能互相替代的。而在宝塔的同一层中各种食物所含的营养成分是大体相同的。所以,在平常的膳食中,我们可以经常相互的替换,从某种意义上说,这样的相互替换是非常合理而且应该提倡的,因为这样可以使膳食更丰富。吃的品种越多,摄入的营养素也就越全面。对于摄入的量而言。可以根据自身的实际情况稍加调整,不一定非要一字一句的照着宝塔上说的量去吃,因为膳食宝塔最重要最核心的是每日的膳食中要包括宝塔中的各类食物,只要经常遵循宝塔中个层各类食物的大体比例,就在基本上做到了膳食平衡。

分子生物学技术在动物营养学上的应用及其发展前景的论文

扫描版(部分文字乱码)
分子生物学技术在动物营养学上
的应用及其发展前景(上)
摘要:本文从营养与基因表达调控、基因工
程、转基因等三个方面综述了分子生物学技术在
动物营养学中应用的最新进展,并对动物营养学
的发展前景作了展望。
自从发现双螺旋结构以来,分子生物学取得了飞跃性的发展,
形成了以基因工程为主要内容的的现代分子生物
学技术@在生物学、医学等研究中得到广泛的应用,
几乎渗透到生命科学的每一个领域,成为研究和
揭示生命现象本质和规律的一种重要工具。当前,
世界各国都将分子生物学纳入本国科技发展的重
点,可以预见,"21世纪将是生命科学的世纪,全世
界所共同面临的许多重大问题,诸如饥饿与营养、
疾病、能源与环境污染等问题的根本解决,在很大
程度上将依赖于分子生物学技术的发展和应用。
及时全面的了解和掌握分子生物学理论和技术的
发展动态及研究热点,将具有重要的意义。
就目前来看,我国动物营养学方面的研究工
作基本尚处在机体水平:即在机体水平上研究各
种营养素对机体的作用、在机体内的代谢与平衡、
影响机体吸收营养素的因素等问题。分子水平方
面的研究还刚刚起步,尚处于初级阶段。动物机体
的生理病理变化,如生长发育、新陈代谢、遗传变
异、免疫与疾病等,就本质而言,都是动物基因的
表达调控发生了改变的结果,许多生理现象的彻
底阐明,最终需要在基因水平上进行解释,所以动
物营养学的各方面研究应与分子生物学技术,尤
其是基因工程技术相结合,从分子水平上来解释
各种营养素对机体的作用机制、动物机体的生理
病理变化等问题,这也是动物营养学今后发展的
必然趋势之一。
*营养与基因的表达调控
随着分子生物学技术不断发展,越来越多与
代谢有关的动物基因被克隆和鉴定,人们对营养
与基因调控的关系越来越感兴趣。营养与动物基
因表达调控的研究已成为当今动物营养学研究的
一个热点领域;如何通过改变日粮组成成分来调
节体内相关基因的表达,从而使动物体处于最佳
生长状况已成为现代动物营养学研究的重点;通
过营养对动物基因表达的调控途径及其机制的研
究,将为人们如何更加有效地对某些特定有益基
因的表达提供理论依据。已有大量证据表明,主要
的营养物质如糖、脂肪酸、氨基酸以及一些微量元
素(如锌)对动物体内许多基因的表达都有影响。
!"!营养对磷酸烯醇式丙酮酸激酶
基因表达的调控
PEPCK是动物肝和肾中糖元异生作用的关
键酶,目前较为研究清楚的是日粮中糖含量对
PEPCK基因表达的调控。
糖类对PEPCK的调控主要是通过对其启动
子的作用,当动物进食含有大量糖类的饲料时,
PEPCK的启动了就会关闭,从而导致ABA8C水平
大幅度下降,而当禁食或饲喂高蛋白质低糖的饲
料时,PEPCK的启动子就会处于打开状态,从而
PEPCK水平得到大幅度提高,其具体调控机制大
致如下:?556D4(*0)#)等通过对大鼠ABA8C基因
的分析表明,ABA8C基因启动子位于1 E+.至F
#,之间,其中包含了大多数激素调控基因转录所
必需的组织特异性调控元件。日粮中糖的含量水
平会影响胰岛素、;?GA等激素的相对水平,而胰
岛素与;?GA等激素相对水平又会影响到特异性!"#!
转录因子的活性,特异性转录因子与$%$&’启动
子上的相应调控元件结合与否,又会影响$%$&’
基因的表达(,)。现有大量证据表明,$%$&’基因
一系列复杂的调控元件中,有包括胰岛素、甲状腺
激素、糖皮质激素、视黄酸对$%$&’基因转录的
正调控元件和胰岛素对$%$&’基因转录的负控
调元件,在上述调控元件中,*+,$调控元件-&.
%/和$(-0/调控元件是最重要的两种,*+,$对
$%$&’基因的诱导和胰岛素对$%$&’基因的抑
制作用就是通过这两个调控元件来进行调控的。
因此,当进食含大量糖类的饲料时,由于*+,$水
平的急剧下降以及胰岛素水平的急剧上升,从而
抑制$%$&’基因的表达,导致肝中$%$&’水平
大幅度下降,当禁食或饲喂高蛋白低糖的饲料时,
则情况恰好相反。
!"#营养对脂肪酸合成酶($%&)基因表达的
调控
1+2是脂肪酸合成的主要限制酶,存在于脂
肪、肝脏及肺等组织中,在动物体内起催化丙二酰
&3+连续缩合成长链脂肪酸的反应,其活性高低
将直接控制着体内脂肪合成的强弱,从而影响整
个机体中脂肪的含量。有关营养与1+2基因的表
达调控,2!4!&56789-:;;(/曾报道:糖类能诱导1
+2基因的转录,而脂肪则抑制这种诱导的表达。
&3<=9等(:;;>)试验研究也表明,当给禁食后的
成年鼠饲喂含高糖低脂肪的饲料时,1+2基因的
表达就增强,而且相应的?.@+含量的增加幅度
与碳水化合物的摄入量也成正比。
糖类对1+2基因表达的影响。为区分活体中
激素水平变化的协同作用,13<A9559-:;;B/通过体
外细胞培养的方法研究葡萄糖和胰岛素等激素的
作用效果。研究表明,加入葡萄糖和胰岛素的脂肪
细胞培养组织中,1+2的?$@+水平相对于对照
组提高"#C;单独添加葡萄糖相对于对照组则提
高了DC,而单独添加胰岛素则没有效果。因此我
们可以得出结论,葡萄糖对1+2基因的表达调控
可以通过与胰岛素的协同作用而得到显著提高。
另外,有关研究表明,(E F E甲基葡萄糖(一种葡
萄糖类似物,不能被已糖激酶磷酸化)不能激发1
+2基因的表达,这表明葡萄糖必须通过中间代谢
环节才能对1+2基因的表达调控起作用,因此对
于弄清楚是由葡萄糖哪个代谢产物来作为启动基
因的表达信号尤为重要。13<A9559-:;;"/认为,G E
磷酸E"E脱氧葡萄糖在脂肪组织中有类似葡萄
糖的作用,能激发1+2基因的表达,且:?,的作
用效果等同于">?,葡萄糖的作用效果。最近
H3I73J等-:;;G/试验研究也表明,在成年大鼠肝
细胞培养物中G E磷酸E"E脱氧葡萄糖水平与
1+2的?.@+含量呈正相关。因此G E磷酸E"E
脱氧葡萄糖极有可能是参与1+2基因表达的重
要中间代谢物。
脂肪对1+2基因表达的影响。&56789-:;;(/
的研究表明,脂肪抑制1+2基因表达主要与脂肪
抑制1+2基因转录的能力和脂肪中脂肪酸的碳
链长度、双键位置和双键的数量有关,饱和脂肪酸
和(J E;)族脂肪酸不能抑制1+2基因的表达,多
不饱和脂肪酸($K1+)中的-J E G/和-J E(/族脂
肪酸是1+2基因的有效抑制剂,研究表明,日粮中
$K1+可使1+2?.@+的水平降低D>C E;>C。
蛋白质对1+2基因表达的影响。,I5LJ97
-:;;:/研究表明,高蛋白饲粮将抑制猪脂肪组织
中1+2基因的表达,脂肪组织中1+2基因的?.M
@+的含量会显著下降:用蛋白质含量分别为:)C、
:#C、")C的日粮饲喂G>E::>8N的肥育猪,其脂
肪组织中1+2?.@+的含量分别下降了#!:)C、
::!D(C和)#!"C。由此可见日粮蛋白质将会影响
脂肪组织中1+2基因的表达,但这种调控具体发
生在哪个水平及其作用机理目前还不清楚。
!"’营养对()*+,*基因表达的影响
长期以来,我国商品猪的瘦肉率较国际优良
品种低,而目前常规的育种方法已很难使之有大
幅度的提高。因此OP6JN等(:;;))小鼠3Q基因的
克隆成功为这方面的研究提供了新的思路。由于
R9=SIJ基因具有可以大大降低动物体脂含量这一
特性,因此通过营养对R9=SIJ基因表达调控的研
究,将有助于深入了解R9=SIJ对动物体重的调控
机制。王方年等(:;;;)研究表明,浓度从B??35 T
R到:>??35 T R葡萄糖可以显著地促进脂肪细胞
中59=SIJ基因的表达。
!"-营养与神经肽.(/0.)基因表达的影响
@$U是一种含(G个氨基酸残基的生物活性
多肽,在体内具有收缩血管、影响激素分泌、调节
生物节律及摄食行为等多种生物学功能,其中促进动
物采食是@$U最主要的功能之一。试验研究表
广东饲料第;卷第G期">>>年:"月综述广东饲料第#卷第$期"%%%年&"月综述
明,限饲特别是限制能量采食将会显著提高’()
在下丘脑中的表达量,*+,-.等(#/)在限饲、低
碳水化合物、低脂肪、低蛋白质日粮组成的试验条
件下,发现下丘脑中’()0 1’2显著提高345。
!"#微量元素对基因表达的调控
&!4!&锌对基因表达的调控
锌作为动物体的一种必需微量元素,具有增
强机体免疫功能、促进细胞增值分化、参与核酸蛋
白质代谢、维持细胞周期正常进行等生物学功
能。上述作用以前曾被认为主要是由于含锌酶活
性的改变以及对细胞信号传导系统产生影响的结
果,但近年来的研究表明,事实并不如此,锌主要
是通过对基因的转录和表达的影响而产生一系列
的生物学效应。6,7+.89.:;#<=认为,锌离子是
>’2聚合酶的一个重要组成成分,锌对于维持>
’2聚合酶的活性具有相当的重要性;另外锌通过
影响1’2聚合酶活性及转录因子的作用,能够导
致基因转录异常,从而使蛋白质表达也发生变化;
还有饲料中锌的含量,可以通过影响金属调节蛋
白的转录活性而影响金属硫蛋白(6?)基因的表
达,@A88,BC:等(#3)认为可将6?基因的表达量
作为体内锌状况的重要衡量指标。67’C88;#4=
发现低锌日粮限制动物生长的直接原因是由于低
锌抑制了体内DEF G D、EH受体、EH结合蛋白等
基因的表达。
&!4!"其他微量元素对基因表达的调控
镉、铜、汞等元素的增加将显著提高6?基因
的表达量。I+JA;#/=研究表明高铜将显著提高
体内EH基因的表达水平。IC+K,:L.K等(M$)认
为铁可以通过控制01’2的稳定性和翻译过程,
调节铁蛋白的水平。
"基因工程技术
所谓基因工程,就是按照人们的意愿在体外
获得目的基因,再按预先的设计,在体外将目的基
因进行酶切连接,构建成适当的表达裁体,然后导
入细菌或动物细胞或机体内,以研究该目的基因
的结构与功能、表达的调控机制、或者获得该基因
的表达产物。分子生物学技术的核心就是基因工
程,而基因克隆和表达是基因工程的核心技术。下
面就抗菌肽、植酸酶,甜菜碱等,对基因工程技术
在动物营养学领域中的应用作一简单阐述。
$"!抗菌肽基因工程
自从NJ0C:等(M&)首次从美国惜古比天
蚕;HOC8JP+JKC 7.7KJP,:=中成功地分离到两种抗
菌肽蚕素(7.7KJP,:)2和N后,国内外很多科学家
对这一类抗菌肽进行了深入细致的研究,发现在
许多昆虫、植物、哺乳动物中均有这样的多肽存
在,它们由<%多个氨基酸残基组成,不同来源的
多肽的氨基酸序列具有较强的保守性且共同具有
如下特点:(&)’端由碱性氨基酸残基组成;(")Q
端均酰胺化;(<)绝大多数多肽在第二位均为?KP,
它对杀菌活性至关重要;(/)它们都有较广的杀菌
谱。其抗菌机制大致如下:抗菌肽作用于细菌的细
胞膜,破坏膜的完整性,造成离子通道,最终导致
细胞内含物的泄漏。由于抗菌肽具有广谱杀菌作
用、相对分子量较小、热稳定、水溶性好等优点,更
为重要的是抗菌肽对真核细胞几乎没有作用,仅
仅作用于原核细胞和发生病变的真核细胞,在目
前不少病原菌对原有抗生素逐步产生耐药性,尤
其是肉用动物长期使用抗生素受到严格检查和批
评时,对畜禽体内自然产生的抗菌肽功能的了解
以及设计一种方法来调节动物体内自然抗菌肽的
功能便显得极为重要,其中通过抗菌肽基因的克
隆与表达而大量生产抗菌肽是一种较为直接而有
效的方法。目前昆虫和植物抗菌肽基因工程,在国
内外已有不少成功的报道,但就畜禽抗菌肽基因工
程国内外尚未见报道。因此,运用基因工程技术,通
过对畜禽抗菌肽的研究,对提高畜禽的抗病能力、减
少甚至替代抗生素的使用将起积极的促进作用。
目前,猪抗菌肽((1 G<#)已被发现(8..等,
M#),它是一个分子量为/3道尔顿的肽,从猪
肠中分离,属于富含(KJ G 2KL的肽家族,不裂解野
生型大肠杆菌,但对突变型R&"有作用,其作用机
制是通过阻断蛋白质和>’2的合成,从而导致这
些成分的降解。(1 G<#在一个单层囊泡中可以诱
导钙的降低和电流的线性增加,此诱导与肽浓度
和膜上甘油磷酸脂(带负电荷)有关。另外在猪小
肠中,还发现另一种抗菌肽7.7KJP,:(&,它是以裂
解细菌来完成杀菌作用的。2:S.K99J:;#4=运用
基因工程技术从猪骨髓1’2中克隆到一种新型
的7>’2,其编码一个3M残基的抗菌肽’R G 8O9,
:,有三个分子内二硫键,这种肽对’R G敏感型的
肿瘤细胞株)2Q G&有裂解活性,但不裂解红血
球细胞。;
!"#!
分子生物学技术在动物营养学上
的应用及其发展前景$下%
郑家茂赵国芬许梓荣
!"!植酸酶的基因工程
植酸酶的研究已有近.’年的历史,植酸酶作
为一种单胃动物的饲料添加剂,其饲喂效果已在
世界范围内得到广泛的确证,随着饲料工业的发
展和分子生物学的兴起,从(’年代开始的植酸酶
的分子生物学研究,已成为世界性的研究热点之
一。目前国内外研究的主要思路集中在通过基因
工程这一手段解决饲用植酸酶的两个主要问题:
一个是植酸酶在天然材料中表达水平太低,这造
成植酸酶难以大量生产及生产成本过高的问题,
通过基因工程技术,利用生物反应器则有望成百
上千倍地提高它的表达量;另一个问题是天然植
酸酶的一些酶学性质,如耐温性,/0适性、催化活
性等不能完全适合饲料加工业和养殖业的要求,
利用基因工程手段在分子水平上对植酸酶基因进
行改造,从而提高其在饲料中使用的有效性。
#!#!&在微生物中高效表达植酸酶基因
目前,植酸酶基因表达的研究主要集中在来
源于曲霉的植酸酶基因/123和/425上。06789
:;<=>?4@8等$&(("%将来源于3!A:BCDDEFFG"&"-
的/123基因导回原菌株,使/12基因的拷贝数增
加到&-个以上,从而使植酸酶的表达量提高到
,H’’C I D4。J174:B1等(&((-)在3!K72L6?中表达来
源于酵母的植酸酶基因和来源于3!;:<?7,H#的
/125基因,其结果也是使表达量分别提高到M.’
C I D4和,-’C I D4,将植酸酶基因/123置于来源
于3!;:<?7的淀粉葡萄糖甘酶$3N%启动子之下,
信号肽序列分别用3N信号肽的&M个氨基酸序
列、3N信号肽的#.个氨基酸序列及植酸酶原来
的信号肽序列"种构建,将植酸酶基因重组到3
;:<?7基因组中而获得植酸酶基因的阳性克隆子
在这"种构建中其植酸酶在重组菌株中的表达量
分别达到了&!&O’!-O#!M P&’-C I D4,比原植酸酶
产生菌株的表达量高约&’’’Q"’’’倍左右。
#!#!#植酸酶热稳定性
加工饲料都需要一个制粒工艺,在制粒过程
中有一个短暂的高温过程,温度一般在,-
("R,一般植酸酶在此高温下会大幅度地丧失活
性,因此,能在饲料中真正推广利用的植酸酶必须
具有良好的热稳定性;然而另一方面饲料中的植
酸酶最终的作用场所却是动物正常体温(",R)的
肠胃中,植酸酶同时又必须在常温下具有较高活
性,因此,如何解决在制粒高温和在动物正常体温
下同时具有较高酶活性这一对矛盾是目前饲用植
酸酶应用的关键性技术环节,通过基因工程技术
对植酸酶基因在分子水平上进行改造将是一个强
有力的手段。近年来,已从嗜温微生物中发现多种
高温植酸酶,对它们的结构与热稳定性的研究将
为植酸酶基因的分子改造提供理论依据。
#!#!"植酸酶基因工程的一个新突破点
假设在一些植物性饲料$如玉米、大麦、大豆
等%中本身就含有足量的植酸酶,如果在饲喂过程
中,植酸酶在动物的肠胃中释放出来降解饲料中
的植酸磷,这岂不是一举两得,即省去了植酸酶添
加剂的生产,又省去了在饲料中植酸酶的添加,这
无疑是植酸酶应用的最佳方法。随着分子生物学
技术的发展,这一“天方夜谭”的假设将成为现
实。目前,科学家们已经开始尝试这一方面的研究
并取得了阶段性的进展,其主要思维路线如下:将
植酸酶基因通过基因工程技术转化到用作饲料的
玉米、大豆、大麦中,培养出高含植酸酶的大豆、玉
米、大麦。目前国外许多研究机构都在尝试此项工
)中图分类号*SM&H!")文献标识码*5)文章编号*&’’-!MH&"$#’’&%’&!’’"#!’#作,预计近期内会取得突破性进展。
#!"甜菜碱基因工程
甜菜碱$%&’()*&+是广泛存在于动植物体内的
季铵型生物碱。近年的研究表明,甜菜碱是一种高
效、安全的营养再分配剂,添加于饲料中,可以显
著提高畜、禽胴体瘦肉率、减少脂肪沉积,并可改
善肉质,在养殖工业上应用前景广阔。但就甜菜碱
本身而言,目前国内的甜菜碱生产均是通过化工
工艺合成,通过基因工程手段来获得甜菜碱方面
还是空白,国外近年来已开始这方面的研究。
许多细菌和植物中由胆碱经两步氧化而成甜
菜碱,合成代谢途径已经阐明,催化两步反应的酶
蛋白已经分离和纯化,已克隆其基因并测定了碱
基顺序。,-.’/01研究室已完成大肠杆菌的%&’
操纵元全序列分析,发现%&’操纵元由四个基因
组成,其中%&’,编码胆碱脱氢酶(23 4 567(),
%&’%编码甜菜碱醛脱氢酯(8#4 567(),%&’9编
码胆碱转移系统(:8 4;67(),%&’<编码%&’基因
的调节中作为阻遏物的#3!;67(蛋白。
目前已有一些报道认为细菌9&’操纵元和
=&>操纵元能在烟草中表达,因此将.’/01研究室
得到的%&’操纵元;!:?@7A,片段导入烟草,探
讨甜菜碱是否能表达是一个诱人的研究领域。
"转基因技术
转基因技术是指用实验手段,将外源基因导
入动物细胞或动物受精卵中,由此稳定整合到动
物基因组,并能遗传给子代。目前常用的转基因技
术主要有:显微注射法;胚胎多能干细胞虫;精子
裁体法;反转录病毒载体法以及电转移技术等等,
其中显微注射法是最常用、最有效的基因导入技
术。目前培育成功的转基因动物绝大部分是采用
该方法获得的。最早的转基因动物是将疱疹病毒
基因与BCDE早期启动子联在一起,用显微注射
法导入小鼠受精卵获得的转基因小鼠。目前,在动
物营养领域转基因技术的研究主要包括:
"!3提高动物生长性能
生长激素$FG+在动物生产中基本上采用注
射方法,虽然有一定的促生长作用,但程序复杂繁
琐,解决思路之一就是采用转基因技术。G(11&/
等$35;8+人生长激素$HFG+转基猪研究成功,这
种转基因猪的生长速度比对照组高出38I,日增
重可达3#:"J,饲料利用率提高#3I,采食量减少
#EI,陈永福$3553+用自己构建的融合基因
KL9 M NFG获得了转基猪,其生长速度提高
33!;I O 3D!#I,饲料利用率提高3EI。另外,转
基因羊、转基因鸡、转基因兔、转基因牛、转基因鱼
等研究也相继获得成功。
"!#改变动物体内的代谢途径
动物营养研究表明,有些生长发育和维持所
必需的营养物质必须由外界供给,例如赖氨酸,但
是否可以不必由外界供给呢?可行的方案不外乎
这么两种:一种是重建动物体内某些丢失的代谢
途径;另一种是导入目前在动物体内尚未发现的
代谢途径。转基因技术的出现提供了通过改变动
物代谢途径从而让动物自身合成赖氨酸的可能
性。-&&.等$355E+已经清楚大肠杆菌合成赖氨酸
途径中的酶基因编码,运用基因转移技术也证明
了在细胞中施行这些途径的可行性,因此-&&.等
提出设想:把赖氨酸在微生物中生物合成的途径
导入动物体内,使动物自身就能合成赖氨酸。
"!"提高动物产毛性能
由于胱氨酸在羊瘤胃中降解,所以饲料中加
入胱氨酸并不能提高产毛量。因此能够得到一种
自身合成胱氨酸的转基因羊,将会大大提高羊毛
产量。P(/Q$3553+发现某些细菌能将硫固定并转
化为胱氨酸,他们分别在大肠杆菌和沙门氏菌中
分离到了丝氨酸乙酸转移酶基因和K 4乙酰丝氨
硫化氢解酶基因,并且将这两种基因与金属硫蛋
白$L9+基因启动子联接;并在"R端装上FG基因
的序列,然后将这组调控序列通过转基因技术导
入羊体内而得到高产羊毛转基因绵羊。
D展望
综上所述,以基因工程为核心的分子生物学
技术应用于动物营养学研究领域,具有很大的潜
力,它不仅为动物营养学研究提供了一套全新的
技术和方法,而且可在基因水平上解决许多动物
机体生理病理变化、营养素的代谢调节机制以及
其与机体的相互关系等问题。我们可以设想,基因
工程抗菌肽完全可以减少甚至替代抗生素的使
用;随着转基因技术的日益完善,各种生长性能优
越的动物新品种将层出不穷;用转基因动物来大
量生产各种生理活性物质,也将成为现实。无可置
疑,#3世纪是高新技术畜牧业应用大发展的时
期,以基因工程为主导的分子生物学技术将会为
我国的畜牧业的发展开辟广阔前景。

求一篇“植物营养学研究论文”

  摘要:本文综述了蔬菜硝酸盐含量过高对人体的危害,影响蔬菜硝酸盐含量的因素,降低蔬菜硝酸盐含量的措施及其效果,并对今后的研究提出了建议。

  关键词:蔬菜;硝酸盐;影响因素;栽培措施

  1前言

  蔬菜是人们日常生活中不可或缺的食品,但蔬菜又是易于富集硝酸盐的作物,人体吸收的硝酸盐80% 以上来自于蔬菜[1]。故硝酸盐含量是评价蔬菜品质的重要指标之一。虽然硝酸盐对人体没有直接的毒害作用,但进入人体后,会在微生物的作用下还原为有毒的亚硝酸盐,它可与人体血红蛋白反应,使之失去载氧功能,造成高铁血红蛋白症。长期摄入亚硝酸盐会造成智力迟钝[2]。另一方面。亚硝酸盐还可间接与人类摄取的其它食品、医药品、残留农药等成分中的次级胺反应,在胃腔中(pH=3)形成强致癌物—— 亚硝胺,从而诱发消化系统癌变[3]。因此,硝酸盐污染问题已引起人们的普遍关注,世界各国学者对蔬菜硝酸盐积累及其控制途径进行了日益广泛和深入的研究。近年来许多研究单位对蔬菜中的硝酸盐污染以及如何控制进行了大量的研究。影响蔬菜硝酸盐积累的因素很多,与蔬菜的种类品种有关,与水分、温度、光照有关,也与施氮量、氮肥种类、施氮方法等因素有关,但施肥是非常重要的因素之一。要减少蔬菜硝酸盐含量,一是要进行合理施肥,控制施肥种类、数量,掌握好施肥方法等。二是调节水、温、光等环境条件,从而达到控制植株根系对NO3-的吸收速率,降低其吸收量,进而加速硝酸盐在植物体内的代谢的目的。

  2 影响蔬菜硝酸盐含量的因素

  2.1内部因素

  影响蔬菜硝酸盐含量的内部因子主要包括:蔬菜种类、品种、部位和生育期,这些因子主要受遗传因子所控制[4]。

  2.2.1 蔬菜种类不同其硝酸盐含量差异明显。现在研究证实,不同蔬菜种类的硝酸盐含量从大到小的次序为根菜类> 叶菜类> 瓜类> 茄果类。

  2.2.2 同一种类蔬菜不同品种硝酸盐含量也不相同,如莴苣Bellone品种叶片中硝酸盐含量为2878mg/kg,而Tornade品种硝酸盐含量仅为123mg/kg,2个品种间硝酸盐含量差异十分悬殊。

  2.2.3 蔬菜不同部位的硝酸盐含量也有很大差异,一般而言,根>茎>叶>果;叶柄>叶片;外叶(下部叶)>内叶(上部叶)。

  2.2.4 生育期对于菠菜而言,其体内硝酸盐含量随着生育期的延长而降低,这可能是由于随菠菜生育期推进其吸收土壤硝酸盐能力下降,或随植株增大硝酸盐相对量降低造成的。因此菠菜不宜提早收获。

  2.2外部因素

  蔬菜积累硝酸盐的过程也受外部其他环境因素如土壤水分、光照、温度、栽培措施等显著影响[5]。

  2.2.1光 光照对植物体内的硝酸盐代谢起着极为重要的作用,是决定植株硝酸盐含量的主要因素之一。光照强度、光周期和光照持续时间均影响植株硝酸盐含量。在低光照强度下,植株积累大量的硝酸盐, 而在较高的光强下,硝酸盐的积累减少[6]。光照影响植株硝酸盐含量的主要原因是硝酸还原酶活性受光照强度的调节,而且光照正常条件下, 光合作用良好,植株生长量大,吸入的硝酸盐被稀释而不致累积很多,同时光合作用可提供硝酸还原的能量,使之转化为铵态氮,因此也有利于减少硝酸盐的累积[7]。

  2.2.2 温度 温度高低影响植物对硝酸盐的吸收速率。在适温范围内,随温度升高,植物生长速度加快,根系对硝酸盐的吸收也加快,促进植株地上部生长,NRA也随之提高使植株体内硝酸盐积累减少。温度降低,根系吸收硝酸盐能力减弱,同时,NRA也因温度降低而减弱,以致硝酸盐积累增加[8]。

  2.2.3 水分 硝态氮的吸收、运输与水分运动密切相关。质流是水分驱动的物质运动,而质流对作物吸收硝态氮的贡献率达70%-90%。蒸腾作用的持续进行,使溶解于水中的硝态氮向植物体内各处移动,分布于不同器官的组织内部及外部空间的水分中。另外,硝态氮的代谢也离不开水分[9]。

  2.2.4 氮肥供应 大部分蔬菜为喜硝态氮作物,于是人们为追求高产而盲目追施硝态氮肥,而NO3-含量却随氮肥用量增加而不断升高,不能及时被还原。另一方面,施肥方法不当,基肥不足,追肥次数偏多,导致硝酸盐积累增加。

  3 降低硝酸盐含量的控制途径和措施

  综上所述,有关影响植物体内硝酸盐积累的因素是多方面的,作物之间的差异也十分明显,因此要有效降低硝酸盐的积累首先要分析研究对象所特有的影响因子,针对主要因子通过明确的调控措施,达到降低硝酸盐积累的目的。

  3.1 施肥措施

  蔬菜硝酸盐严重超标,除了与蔬菜的种类、品种、遗传特性不同有关外,一个重要影响因素是:施用化肥,超量施肥,重施氮肥,没有均衡的控制和调节土壤肥力。控制蔬菜硝酸盐过量残留的措施是,严格控制氮肥的施用量,少施化学氮肥,应以有机肥为主。因为有机肥矿化速度慢,不会导致硝酸盐在植株体内明显积累,并能提高蔬菜的产品质量和口感度[10]。

  3.1.1 合理施用氮肥

  ⑴搭配施用不同形态的氮肥

  邱孝煊等报道,每公顷氮素用量450Kg,空心菜中硝酸盐含量,氯化铵<硫酸铵<尿素<碳酸氢铵<硝酸铵.施氯化铵的空心菜硝酸盐比其它化学氮肥低10%以上,这与氯化铵中的Cl-能抑制硝化作用有关。李海云等报道,铵态氮和硝态氮的比例不同影响硝酸盐的积累量,经多种蔬菜试验表明,NH4+-N所占比例越大,NO3-含量降低越明显。其原因在于NH4+被植物吸收后立即参加含氮有机物的形成,而NO3-则要先还原,后一过程需消耗额外能量并在相应酶系参与下进行。因此,施铵态氮肥可使蔬菜硝酸盐含量减低。朱祝军等研究的结果是,对不结球生长的营养液中,铵态氮和硝态氮浓度(mmol/L)比例以1:1为最佳。[11]

  ⑵适宜的氮肥施用量

  氮素是植物生命活动的必需养分,且需要量在各元素中居首位。任祖金等报道,偏施和滥用氮肥,是造成蔬菜硝酸盐积累的重要原因,提出300Kg/hm2为氮肥用量的临界值。在保证产量的同时,适当降低氮肥施用量能降低硝酸盐的富集。

  ⑶严格掌握氮肥的施用方法

  氮肥要深施、早施。深施可以减少氮素挥发,延长供肥时间,提高氮肥利用率。早施则利于蔬菜植株早发快长,延长肥效,减少硝酸盐积累。还应根据蔬菜种类、栽培条件、气候条件等灵活施肥。无公害蔬菜生产过程中,其硝酸盐含量是不断变化的。据研究,随着氮肥追肥时间的推移,蔬菜体内的硝酸盐含量有逐渐减少的趋势。对蔬菜来讲,追肥的时间应安排在采收前30天,追肥的原则为“少量多次”[12]。

  ⑷控制氮肥施用时间

  研究结果表明,追氮后8天是蔬菜收获上市的安全始期,随着时间延长,硝酸盐累积具有明显下降趋势,至追氮后18天,蔬菜体内硝酸盐分别比始期下降21.9% ~34.7% 。因此,得出蔬菜“攻头控尾”的施氮技术模式[13]。

  3.1.1有机肥无机肥配合施用

  菜田施用有机肥是一项降低蔬菜硝酸盐积累,提高产品营养价值的有益的农业措施。这是因为生物降解有机质是个渐进过程,养分释放缓慢,适合于蔬菜对养分吸收;土壤中有机质能促进土壤反硝化过程,从而有效降低土壤中硝态氮浓度。和氮肥相比,施有机肥能降低蔬菜50% 的NO3-的积累量 。据此,要广辟肥料,确保蔬菜生产对有机肥的需求。但有机肥施用量过大,也会引起蔬菜中硝酸盐的大量积累,菜田有机肥施用量最大限量为60t·hm2。

  化学氮肥与厩肥、土杂肥配合施用,能有效控制和降低蔬菜中的硝酸盐积累。通常无机氮与有机氮的比为l:1;氮、磷、钾三要素的比例,100天以内的短季节蔬菜为l:0.2:0.5,长季节蔬菜为l:O.5:0.6。[14]

  3.1.2 推广测土配方施肥、平衡施肥技术

  测土配方施肥,是控制蔬菜硝酸盐积累的重要措施之一。大量研究结果表明,氮肥施用量与蔬菜体内硝酸盐含量呈正相关,磷、钾肥的施用量则与之呈负相关。这是由于:钾在植物体内能促进蛋白质的合成,钾的浓度越高,促进作用越强,从而提高了氮的利用率,蔬菜中K含量每递增0.1% ,NO3-量下降33.O% ;磷是硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的重要组成部分,参与NO3-的还原和同化。高祖明等指出,N、K比过大是造成叶菜NO3-积累的重要原因,且缺磷比增氮更易引起叶菜组织内NO3-积累。因此,在蔬菜生产上应大力推广测土配方施肥技术,做到缺什么补什么,缺多少补多少。达到平衡施肥。这样,不仅能降低蔬菜中硝酸盐的含量,而且增产效果十分显著[15]。

  3.1.4 叶面喷施微肥

  施用微量元素肥料,对于减少蔬菜中硝酸盐的积累有一定的效果。蔬菜收获前lO天,叶面喷施微肥,能提高产量和品质,收获前1天用草酸、甘氨酸等喷洒,可明显降低蔬菜中的硝酸盐含量。近年来的研究结果表明,叶面喷施钼、锰等微肥,对降低蔬菜硝酸盐积累有良好的效果。这是因为钼和锰元素在植物体内参与硝态氮的还原过程,钼是硝酸还原酶的组成部分,锰是多种代谢酶的活化剂。对蔬菜叶面喷施钼肥和锰肥,能激活蔬菜体内的硝酸还原酶,从而使蔬菜体内硝态氮的还原同化量超过其吸收量,降低蔬菜硝酸盐的含量。

  叶菜类不能叶面施氮肥。叶面喷施直接与空气接触,铵离子易变成硝酸根离子被叶片吸收,硝酸盐积累增加,又不耐贮存[16]。

  3.2 改善生态条件

  3.2.1 改善光照条件,增加光照时间

  保证正常光照,是硝酸盐在植物体内同化并降低其浓度的决定条件之一。露地和保护地条件下光照强度降低20% ,蔬菜硝酸盐含量增加150%; 强光照下可使菠菜的硝酸盐含量较之弱光照来得低。正常光照条件下,光合作用良好,植株生长量大,吸入的硝酸盐可被稀释而不致积累太多,同时还促进硝酸还原酶的合成,程高其活性,并为硝酸还原提供能量,因此有利于硝酸盐含量的下降[17]。

  3.2.2 改善土壤水分供应状况

  研究表明,土壤水分充足时,蔬菜的生长量可提高109.9%~174.8% ,而硝酸盐含量却降低19.4%~ 25.0%,硝酸盐还原酶活性也明显降低。因此,在蔬菜生产中应注意水分管理,避免由于缺水造成水分胁迫[17]。

  在干旱情况下,蔬菜的硝酸还原酶的合成受阻,分解加快,硝态氮积累显著增加。因此,在收获前几天进行灌水,可使硝酸盐含量下降。

  3.3 配合使用氮肥抑制剂

  为降低和控制蔬菜硝酸盐的含量,目前国外普遍采用氮抑制剂来抑制土壤硝化细菌的活性,从而达到减少土壤和蔬菜中硝酸盐积累的目的。在现有的氮抑制剂中,使用效果较好的首推双氰胺(DCD)。在氮肥中,添加10~20%的双氰胺与单施尿素相比,可使青菜茎叶中的硝酸盐含量降低10~30%。将双氰铵与碳铵一起施用效果更佳,可使叶柄和叶片中的硝酸盐含量减少25~45%。[18] 因此,蔬菜在施用氮肥时,应按纯氮量的10~20%添加双氰胺,与化肥拌匀后施用,控制硝酸盐积累的效果最佳。

  3.4 选育低富集硝酸盐的品种

  由于硝酸盐积累存在遗传差异,所以选育低积累的品种被认为是控制蔬菜硝酸盐含量的有效方法之一,低硝酸盐含量已成为育种的1个重要目标。国外有育成硝酸盐富集力弱的菠菜新品种的报道,但国内目前还没有选育成功低积累的蔬菜品种。随着对蔬菜硝酸盐积累的遗传规律的进一步认识,特别是随着现代分子生物技术的发展,利用基因工程选育低富集硝酸盐品种必将成为重要的发展方向。

  3.5 调整收获时期和时间

  由于不同生长发育阶段的蔬菜硝酸盐含量不同,一些蔬菜生长前期大于后期,所以,适当晚收有利于降低蔬菜中的硝酸盐,降低幅度可达数倍甚至数十倍。另外,光照、温度等外部因素对蔬菜硝酸盐积累也有明显影响。因此,生产中应根据1d内温度和光照变化的节奏确定适宜的收获时间,同时应根据光、温等条件的季节变化以及蔬菜生长发育进程确定适宜的收获时期。[20]

  4 存在的问题与展望

  目前,蔬菜体内硝酸盐的积累问题已引起广大科研工作者的关注,而且在这一领域的研究已取得了一些成果,但是,尚缺乏控制效果好、简单易行的方法。一些控制硝酸盐积累的措施目前还很难用于生产实践,另外一些方法控制效果不太明显,还有一些方法或观点虽在理论上成立,但目前还没有取得应用成果。我国目前蔬菜生产条件及农民的科技水平,特别是目前国内生产者对产量的追求以及消费市场对供应量的要求决定了在短期内难以显著降低氮肥的施用量(氮肥是蔬菜体内硝酸盐的主要来源),因此,不降低氮素投人,如何控制蔬菜硝酸盐积累就成为一个重要研究课题。针对这一研究目标,从营养互作,水氮互作等营养生理以及代谢方面出发进行NO3-的转化的基础研究就显得非常必要。另外,由于蔬菜种类繁多,遗传基础及适宜生长条件、同化利用硝酸盐能力差异较大,所以,无论是关于硝酸盐积累过程的基础研究还是控制措施的探讨均要有明确针对性。

  5 小结

  综上所述,通过调整施肥措施、改善生态条件、使用抑制剂、选育低富集硝酸盐的蔬菜品种、调整收获时期和时间等,对减少蔬菜中硝酸盐累积量有很大的作用,应该对菜农加强宣传,采用合理的技术措施来减少蔬菜中硝酸盐累积,既使菜农节约肥料成本、增产增收,又减小对消费者的危害。

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