【2020“颐和”青年奖推荐学者中科院亚热带农业生态研究所副研究员段叶辉博士】导语：“创新、变革、破局”，进入新时代，为进一步深化“三个面向”，推进动物营养学术交流，助力青年人才成长，“颐和青年奖”活动应运而生，来自农业农村部动物营养与饲料学科群重点实验室下属27个成员单位的青年学者们将向行业一一呈现他们近几年来的重大研究成果。他们的努力、付出和收获将是新时代动物营养人不断开拓创新的完美诠释！
段叶辉博士
农业农村部中南动物营养与饲料科学
观测实验站推荐青年学者
个人简介
2010年6月毕业于青海大学，获农学学士学位；2013年6月毕业于中国科学院大学，获农学硕士学位；2018年毕业于中国科学院大学，获农学博士学位。毕业后在中科院亚热带农业生态研究所印遇龙院士团队从事科研工作，被聘为副研究员。
主要从事仔猪肌肉生长发育与营养调控研究。先后主持国家和省部级等科研项目5项；以第一/通讯作者在Trends Pharmacol Sci、Obes Rev、FASEB J、Aging (Albany NY)、J Anim Sci等国际主流期刊发表论文33篇（其中IF>5的有6篇，最高IF为11.523）；参编著作3部；申请发明专利6项，其中获授权4项。为科技部“猪生理代谢与机体健康创新团队”的核心成员，获第三届中国畜牧兽医学会动物营养学分会青年学者讲坛优胜奖和2018年度帝斯曼缤纷科技-动物营养科学中国青年学者优胜奖。
成果概述
1. 阐明了低蛋白质日粮平衡支链氨基酸（BCAA）提高氮营养素利用并促进仔猪肌肉生长的分子机制
低蛋白质日粮添加前四种限制性氨基酸后，BCAA尤其是Ile和Val容易出现缺乏，导致BCAA比例失衡，严重阻碍其吸收利用，导致动物采食量和生长性能降低，因而不能满足理想蛋白质氨基酸模式需求。申请人研究了含不同BCAA比例（Leu : Ile : Val = 1:1:1、1:0.75:0.75、1:0.51:0.63、1:0.25:0.25）的低蛋白质日粮对10-30 kg猪机体营养代谢和肌肉组织生长的影响及其机制。发现把NRC 2012标准日粮蛋白质水平降低三个百分点并平衡BCAA比例（Leu : Ile : Val = 1 : 0.25 : 0.25 ~ 1 : 0.75 : 0.75），可通过调控脂联素-AMPK-mTOR信号通路抑制脂肪合成、促进脂肪分解和氧化，增强“肌肉-脂肪”组织间的互作，脂肪分解产生的能量用于肌肉生长，并改善肠道结构和功能，从而改善猪的生长性能、提高饲料氮营养素利用率。
2. 解析了低蛋白质日粮条件下亮氨酸代谢物β-羟基-β-甲基丁酸（HMB）促进肌肉组织高效利用氮营养素的分子机制
BCAA家族中的Leu在蛋白质代谢过程中发挥着重要作用，HMB作为Leu的中间代谢产物，是Leu发挥蛋白质代谢调控功能的核心物质，且安全性高、无毒副作用、生产成本低。然而，低蛋白质日粮添加HMB是否可调控肌肉组织对氮营养素的利用尚不清楚。申请人系统比较了Leu及其代谢物HMB对猪肌肉组织蛋白质代谢的调控作用及其机制。发现低蛋白质日粮添加HMB可显著增加猪的血液胰岛素含量和肌肉组织蛋白质合成速率，降低血液尿素氮含量和肌肉组织蛋白质降解速率，从而提高氮营养素的利用率、促进肌肉生长，其效果甚至优于Leu，且HMB的添加量比Leu更少。分析血液和肌肉组织游离氨基酸谱发现，低蛋白质日粮添加HMB并不会引起BCAA比例失衡。利用肌细胞饥饿模型，进一步揭示了HMB对肌细胞蛋白质分解代谢的调控作用优于Leu，且其机制涉及PI3K/Akt信号通路。
3. 揭示了HMB通过改善肠道微生物组成降低脂肪率的分子机制
脂肪沉积过多会引发动物的脂肪肝等代谢性疾病，也会降低畜产品品质和饲料利用率。申请人研究发现日粮补充HMB可显著降低巴马香猪的脂肪率。为进一步探索其内在的分子机制，以高脂诱导肥胖小鼠为模型，对肠道微生物进行测序并检测微生物代谢物短链脂肪酸含量。通过相关性分析发现，肠道有益菌拟杆菌门（bacteroidetes）与丙酸含量呈显著正相关，且丙酸含量与白色脂肪组织重量呈反比。HMB可改善肠道微生物组成，提高拟杆菌门和丙酸含量，从而降低机体脂肪率。本研究首次阐明了HMB改善机体脂质代谢的机制，为后续HMB改善猪肉品质研究提供了营养策略。
成果代表性论文
代表性论文1：支链氨基酸日粮配比对猪生长性能和血液氨基酸谱的影响
摘要：支链氨基酸（BCAA）包括亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）和缬氨酸（Val），在蛋白质代谢中起着关键作用。本研究旨在探讨BCAA日粮配比对生长猪生长性能及血清氨基酸谱的影响。选择40头杂交猪（大白猪×长白猪，9.85±0.35kg），随机分为5组：阳性对照组日粮中粗蛋白（CP）含量为20%，Leu:Ile:Val比值为1:0.51:0.63，其余四组日粮中CP含量均降至17%，Leu:Ile:Val比值分别为1:1:1、1:0.75:0.75、1:0.51:0.63和1:0.25:0.25。各处理中BCAA总量相等，Leu、Ile、Val含量随日粮比例的变化而变化。20%CP日粮组与17%CP日粮组的猪生长性能无显著差异（P > 0.05）。然而，不同的Leu:Ile:Val比例可影响17%CP日粮猪的最终体重（P < 0.05）、平均日增重（ADG；P < 0.05）和饲料比（P = 0.06）。1:0.75:0.75（17%CP）、1:0.51:0.63（17%CP）和1:0.51:0.63（20%CP）组猪的最终体重和日增重均高于1:0.25:0.25（17%CP）组。饲喂1:0.75:0.75（17%CP）日粮的猪比饲喂1:1:1（17%CP）日粮的猪料重比低。各处理间的平均采食量无差异。日粮中添加不同比例的BCAA对血清Ile、Val、半胱氨酸和α-氨基己二酸的含量有一定的影响（P < 0.05）。结果表明，低蛋白日粮（17%）中添加BCAA，可使生长猪的生长性能达到正常蛋白组水平。在1:0.25:0.25～1:0.75:0.75范围内，最适的Leu:Ile:Val能改善低蛋白日粮生长性能和血清氨基酸谱。
关键词：支链氨基酸，生长猪，生长性能，血液氨基酸
代表性论文2：低蛋白日粮补充支链氨基酸对生长猪骨骼肌游离氨基酸谱及蛋白质代谢相关基因表达的影响
摘要：揭示日粮对蛋白质代谢相关基因表达的影响，将有助于进一步阐明支链氨基酸（BCAAs）平衡的重要性，支链氨基酸包括亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）和缬氨酸（Val）。因此，我们以生长猪为研究对象，探讨日粮不同BCAA比例对肌肉蛋白质代谢的影响。Leu:Ile:Val比值分别为1:0.51:0.63（20%粗蛋白，CP）、1:1:1:1（17%CP）、1:0.75:0.75（17%CP）、1:0.51:0.63（17%CP）和1:0.25:0.25（17%CP）。结果表明，与对照组相比，低蛋白日粮（BCAA比为1:0.75:0.75～1:0.25:0.25）提高了肌肉游离氨基酸（AA）浓度和AA转运蛋白的表达，显著激活了mTORC1信号通路，降低血清尿素氮含量和肌肉蛋白降解相关基因mRNA表达（P < 0.05）。综上所述，在低蛋白日粮（17%CP）中，Leu:Ile:Val比值在1:0.25:0.25-1:0.75:0.75之间时，有利于游离AA的吸收和利用，促进蛋白质代谢和肌肉生长。
关键词：支链氨基酸比例，游离氨基酸，氨基酸转运载体，mTORC1信号通路，低蛋白日粮，生长猪
代表性论文3：低蛋白日粮补充β-羟基-β-甲基丁酸酯而非α-酮异丁酸酯和过量亮氨酸刺激生长猪骨骼肌蛋白质代谢
摘要：本研究旨在探讨低蛋白日粮补充亮氨酸（Leu）及其代谢产物α-酮异丁酸酯（KIC）和β-羟基-β-甲基丁酸酯（HMB）对生长猪肌肉蛋白质代谢的影响。将32头大白猪×长白猪（9.55±0.19kg）分为4组（基础日粮、L-Leu、KIC-Ca、HMB-Ca）。结果表明：与对照组相比，日粮中添加KIC和过量Leu显著降低比目鱼肌重量（P < 0.05），而添加HMB则使比目鱼肌重量增加和蛋白质合成率以及Akt磷酸化水平升高（P < 0.05）。日粮处理对背最长肌重量无显著影响（P > 0.05）。总之，低蛋白日粮中补充HMB而非KIC或过量Leu，可能是刺激肌肉组织（尤其是氧化型肌纤维）蛋白质正平衡的营养信号，且HMB这些作用可能与Akt信号有关。
关键词：β-羟基-β-甲基丁酸，蛋白质合成，蛋白质降解，Akt，骨骼肌，生长猪
发明专利
专利一：β-羟基-β-甲基丁酸系物质在制备缓解断奶仔猪免疫应激及促肌肉生长饲料中的应用
专利二：D-半乳糖诱导的断奶仔猪慢性氧化应激模型的构建方法
获奖证书
段叶辉博士
农业农村部中南动物营养与饲料科学
观测实验站推荐青年学者
个人简介
2010年6月毕业于青海大学，获农学学士学位；2013年6月毕业于中国科学院大学，获农学硕士学位；2018年毕业于中国科学院大学，获农学博士学位。毕业后在中科院亚热带农业生态研究所印遇龙院士团队从事科研工作，被聘为副研究员。
主要从事仔猪肌肉生长发育与营养调控研究。先后主持国家和省部级等科研项目5项；以第一/通讯作者在Trends Pharmacol Sci、Obes Rev、FASEB J、Aging (Albany NY)、J Anim Sci等国际主流期刊发表论文33篇（其中IF>5的有6篇，最高IF为11.523）；参编著作3部；申请发明专利6项，其中获授权4项。为科技部“猪生理代谢与机体健康创新团队”的核心成员，获第三届中国畜牧兽医学会动物营养学分会青年学者讲坛优胜奖和2018年度帝斯曼缤纷科技-动物营养科学中国青年学者优胜奖。
成果概述
1. 阐明了低蛋白质日粮平衡支链氨基酸（BCAA）提高氮营养素利用并促进仔猪肌肉生长的分子机制
低蛋白质日粮添加前四种限制性氨基酸后，BCAA尤其是Ile和Val容易出现缺乏，导致BCAA比例失衡，严重阻碍其吸收利用，导致动物采食量和生长性能降低，因而不能满足理想蛋白质氨基酸模式需求。申请人研究了含不同BCAA比例（Leu : Ile : Val = 1:1:1、1:0.75:0.75、1:0.51:0.63、1:0.25:0.25）的低蛋白质日粮对10-30 kg猪机体营养代谢和肌肉组织生长的影响及其机制。发现把NRC 2012标准日粮蛋白质水平降低三个百分点并平衡BCAA比例（Leu : Ile : Val = 1 : 0.25 : 0.25 ~ 1 : 0.75 : 0.75），可通过调控脂联素-AMPK-mTOR信号通路抑制脂肪合成、促进脂肪分解和氧化，增强“肌肉-脂肪”组织间的互作，脂肪分解产生的能量用于肌肉生长，并改善肠道结构和功能，从而改善猪的生长性能、提高饲料氮营养素利用率。
2. 解析了低蛋白质日粮条件下亮氨酸代谢物β-羟基-β-甲基丁酸（HMB）促进肌肉组织高效利用氮营养素的分子机制
BCAA家族中的Leu在蛋白质代谢过程中发挥着重要作用，HMB作为Leu的中间代谢产物，是Leu发挥蛋白质代谢调控功能的核心物质，且安全性高、无毒副作用、生产成本低。然而，低蛋白质日粮添加HMB是否可调控肌肉组织对氮营养素的利用尚不清楚。申请人系统比较了Leu及其代谢物HMB对猪肌肉组织蛋白质代谢的调控作用及其机制。发现低蛋白质日粮添加HMB可显著增加猪的血液胰岛素含量和肌肉组织蛋白质合成速率，降低血液尿素氮含量和肌肉组织蛋白质降解速率，从而提高氮营养素的利用率、促进肌肉生长，其效果甚至优于Leu，且HMB的添加量比Leu更少。分析血液和肌肉组织游离氨基酸谱发现，低蛋白质日粮添加HMB并不会引起BCAA比例失衡。利用肌细胞饥饿模型，进一步揭示了HMB对肌细胞蛋白质分解代谢的调控作用优于Leu，且其机制涉及PI3K/Akt信号通路。
3. 揭示了HMB通过改善肠道微生物组成降低脂肪率的分子机制
脂肪沉积过多会引发动物的脂肪肝等代谢性疾病，也会降低畜产品品质和饲料利用率。申请人研究发现日粮补充HMB可显著降低巴马香猪的脂肪率。为进一步探索其内在的分子机制，以高脂诱导肥胖小鼠为模型，对肠道微生物进行测序并检测微生物代谢物短链脂肪酸含量。通过相关性分析发现，肠道有益菌拟杆菌门（bacteroidetes）与丙酸含量呈显著正相关，且丙酸含量与白色脂肪组织重量呈反比。HMB可改善肠道微生物组成，提高拟杆菌门和丙酸含量，从而降低机体脂肪率。本研究首次阐明了HMB改善机体脂质代谢的机制，为后续HMB改善猪肉品质研究提供了营养策略。
成果代表性论文
代表性论文1：支链氨基酸日粮配比对猪生长性能和血液氨基酸谱的影响
摘要：支链氨基酸（BCAA）包括亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）和缬氨酸（Val），在蛋白质代谢中起着关键作用。本研究旨在探讨BCAA日粮配比对生长猪生长性能及血清氨基酸谱的影响。选择40头杂交猪（大白猪×长白猪，9.85±0.35kg），随机分为5组：阳性对照组日粮中粗蛋白（CP）含量为20%，Leu:Ile:Val比值为1:0.51:0.63，其余四组日粮中CP含量均降至17%，Leu:Ile:Val比值分别为1:1:1、1:0.75:0.75、1:0.51:0.63和1:0.25:0.25。各处理中BCAA总量相等，Leu、Ile、Val含量随日粮比例的变化而变化。20%CP日粮组与17%CP日粮组的猪生长性能无显著差异（P > 0.05）。然而，不同的Leu:Ile:Val比例可影响17%CP日粮猪的最终体重（P < 0.05）、平均日增重（ADG；P < 0.05）和饲料比（P = 0.06）。1:0.75:0.75（17%CP）、1:0.51:0.63（17%CP）和1:0.51:0.63（20%CP）组猪的最终体重和日增重均高于1:0.25:0.25（17%CP）组。饲喂1:0.75:0.75（17%CP）日粮的猪比饲喂1:1:1（17%CP）日粮的猪料重比低。各处理间的平均采食量无差异。日粮中添加不同比例的BCAA对血清Ile、Val、半胱氨酸和α-氨基己二酸的含量有一定的影响（P < 0.05）。结果表明，低蛋白日粮（17%）中添加BCAA，可使生长猪的生长性能达到正常蛋白组水平。在1:0.25:0.25～1:0.75:0.75范围内，最适的Leu:Ile:Val能改善低蛋白日粮生长性能和血清氨基酸谱。
关键词：支链氨基酸，生长猪，生长性能，血液氨基酸
代表性论文2：低蛋白日粮补充支链氨基酸对生长猪骨骼肌游离氨基酸谱及蛋白质代谢相关基因表达的影响
摘要：揭示日粮对蛋白质代谢相关基因表达的影响，将有助于进一步阐明支链氨基酸（BCAAs）平衡的重要性，支链氨基酸包括亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）和缬氨酸（Val）。因此，我们以生长猪为研究对象，探讨日粮不同BCAA比例对肌肉蛋白质代谢的影响。Leu:Ile:Val比值分别为1:0.51:0.63（20%粗蛋白，CP）、1:1:1:1（17%CP）、1:0.75:0.75（17%CP）、1:0.51:0.63（17%CP）和1:0.25:0.25（17%CP）。结果表明，与对照组相比，低蛋白日粮（BCAA比为1:0.75:0.75～1:0.25:0.25）提高了肌肉游离氨基酸（AA）浓度和AA转运蛋白的表达，显著激活了mTORC1信号通路，降低血清尿素氮含量和肌肉蛋白降解相关基因mRNA表达（P < 0.05）。综上所述，在低蛋白日粮（17%CP）中，Leu:Ile:Val比值在1:0.25:0.25-1:0.75:0.75之间时，有利于游离AA的吸收和利用，促进蛋白质代谢和肌肉生长。
关键词：支链氨基酸比例，游离氨基酸，氨基酸转运载体，mTORC1信号通路，低蛋白日粮，生长猪
代表性论文3：低蛋白日粮补充β-羟基-β-甲基丁酸酯而非α-酮异丁酸酯和过量亮氨酸刺激生长猪骨骼肌蛋白质代谢
摘要：本研究旨在探讨低蛋白日粮补充亮氨酸（Leu）及其代谢产物α-酮异丁酸酯（KIC）和β-羟基-β-甲基丁酸酯（HMB）对生长猪肌肉蛋白质代谢的影响。将32头大白猪×长白猪（9.55±0.19kg）分为4组（基础日粮、L-Leu、KIC-Ca、HMB-Ca）。结果表明：与对照组相比，日粮中添加KIC和过量Leu显著降低比目鱼肌重量（P < 0.05），而添加HMB则使比目鱼肌重量增加和蛋白质合成率以及Akt磷酸化水平升高（P < 0.05）。日粮处理对背最长肌重量无显著影响（P > 0.05）。总之，低蛋白日粮中补充HMB而非KIC或过量Leu，可能是刺激肌肉组织（尤其是氧化型肌纤维）蛋白质正平衡的营养信号，且HMB这些作用可能与Akt信号有关。
关键词：β-羟基-β-甲基丁酸，蛋白质合成，蛋白质降解，Akt，骨骼肌，生长猪
发明专利
专利一：β-羟基-β-甲基丁酸系物质在制备缓解断奶仔猪免疫应激及促肌肉生长饲料中的应用
专利二：D-半乳糖诱导的断奶仔猪慢性氧化应激模型的构建方法
获奖证书
美国养老院是新冠重灾区中的重灾区。（另外一个是监狱。）
今天新乡时报总结了一下数据，全美国1/3以上的新冠死亡是发生在养老院，而病例数量也占掉了1/10强。在某些州，养老院死亡占总死亡一半甚至2/3。（有的州单纯没有提供这方面的数据，有的州只提供了养老院的死亡没有提供感染数，所以不好讲。）
这都不是一两个养老院的问题，是一个州爆几百个养老院的问题。之前3月初让人闻风丧胆的华盛顿州虾图 Kirkland 养老院聚集感染，最后病例和死亡数在全美前30都排不进去。最大的一个聚集案例，新泽西州一个养老院里现在统计出来的就有两百多人感染，死了50多个，那是相当可怕了 [衰][衰]
有研究 aging 或者老龄社会学的同学们可以分析一下为什么美国养老院尤其惨（感觉意大利和西班牙老人死亡率也高，但是貌似不是养老院的问题）……
今天新乡时报总结了一下数据，全美国1/3以上的新冠死亡是发生在养老院，而病例数量也占掉了1/10强。在某些州，养老院死亡占总死亡一半甚至2/3。（有的州单纯没有提供这方面的数据，有的州只提供了养老院的死亡没有提供感染数，所以不好讲。）
这都不是一两个养老院的问题，是一个州爆几百个养老院的问题。之前3月初让人闻风丧胆的华盛顿州虾图 Kirkland 养老院聚集感染，最后病例和死亡数在全美前30都排不进去。最大的一个聚集案例，新泽西州一个养老院里现在统计出来的就有两百多人感染，死了50多个，那是相当可怕了 [衰][衰]
有研究 aging 或者老龄社会学的同学们可以分析一下为什么美国养老院尤其惨（感觉意大利和西班牙老人死亡率也高，但是貌似不是养老院的问题）……
Me aging，又是害羞的推荐时刻，又是这个品牌——里性LIVARY MIO。（看到最后）
上次推荐的可以在我的微博搜“内衣”
这次一口气狂推两套，虽然不是她们的主打产品，但是我个人真的喜欢，喜欢，喜欢（重说三）
粉色真丝这款，是我打开店铺一眼相中的，就是拒绝不了真丝+蕾丝的高级组合。因为这种轻薄无钢圈的bra经常对A杯妹子不太友好，我还很小心翼翼地咨询了一下能不能穿，答曰：可！
这就是这个品牌最厉害之处：可以让无钢圈也能胜似有钢圈，舒服而有型。它和你穿过的其他无钢圈内衣完全不一样，舒服到平时根本感受不到她的存在，只有在活动的时候，才发现稳稳的支撑，完全不用考虑会不会不聚拢。
另外一套抹胸款是我的夏日必备。我大概买过三四五六套抹胸款内衣吧，买一套弃一套，这种款式想要做的贴合舒适真的很难，几乎是女性的最难攻克的内衣难题。看到里性终于出了这种款式，想都没想，拿下！
它竟然还有可拆卸肩带？竟然上下可以颠倒穿？竟然不会空杯？这是我的惊喜三连问，顺便表白一下设计师。我终于可以安心地露出自己的肩膀了（P9是穿上衣服的效果）
关于前所未闻的正反穿设计，我也是第一次见，上下织带弹力不同可以根据需求自己换着穿，正穿可露出好看的蕾丝边边，比如搭配V领，反穿则安全感十足，怎么跳都不会掉。
值得一提的是，整套bra的小内内都很好看，内衬植物染也非常隐形健康，但我是不可能穿着它拍照的，有兴趣的美人可以亲自去瞅瞅，去之前记得先看评论哦~里面有我的爱❤️
（后三张是彩蛋）
㊙️Plus版惊喜：
1评里揪一位愿意晒同款的美人免~单~
2转里揪一位美人给您88
上次推荐的可以在我的微博搜“内衣”
这次一口气狂推两套，虽然不是她们的主打产品，但是我个人真的喜欢，喜欢，喜欢（重说三）
粉色真丝这款，是我打开店铺一眼相中的，就是拒绝不了真丝+蕾丝的高级组合。因为这种轻薄无钢圈的bra经常对A杯妹子不太友好，我还很小心翼翼地咨询了一下能不能穿，答曰：可！
这就是这个品牌最厉害之处：可以让无钢圈也能胜似有钢圈，舒服而有型。它和你穿过的其他无钢圈内衣完全不一样，舒服到平时根本感受不到她的存在，只有在活动的时候，才发现稳稳的支撑，完全不用考虑会不会不聚拢。
另外一套抹胸款是我的夏日必备。我大概买过三四五六套抹胸款内衣吧，买一套弃一套，这种款式想要做的贴合舒适真的很难，几乎是女性的最难攻克的内衣难题。看到里性终于出了这种款式，想都没想，拿下！
它竟然还有可拆卸肩带？竟然上下可以颠倒穿？竟然不会空杯？这是我的惊喜三连问，顺便表白一下设计师。我终于可以安心地露出自己的肩膀了（P9是穿上衣服的效果）
关于前所未闻的正反穿设计，我也是第一次见，上下织带弹力不同可以根据需求自己换着穿，正穿可露出好看的蕾丝边边，比如搭配V领，反穿则安全感十足，怎么跳都不会掉。
值得一提的是，整套bra的小内内都很好看，内衬植物染也非常隐形健康，但我是不可能穿着它拍照的，有兴趣的美人可以亲自去瞅瞅，去之前记得先看评论哦~里面有我的爱❤️
（后三张是彩蛋）
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