变异黄芪中毒大鼠体内差异蛋白、代谢物及菌群结构的初步研究

发布时间：2017-05-05 11:03

  本文关键词：变异黄芪中毒大鼠体内差异蛋白、代谢物及菌群结构的初步研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：疯草(Locoweed)是世界范围内危害草地畜牧业最为严重的有毒植物,在我国广泛分布于西北天然草地,每年可导致大批动物采食后发生中毒死亡,给牧区造成巨大的经济损失,制约了草地畜牧业的可持续发展。变异黄芪是分布较为广泛的疯草类有毒植物之一,其主要有毒成分为生物碱苦马豆素(Swainsonine,SW)。研究表明,SW中毒可以引起动物机体低聚糖蓄积,导致组织细胞发生空泡变性,但目前SW对动物机体代谢性能的影响尚不明确。为探究疯草类有毒植物主要毒性成分—SW对动物肝脏蛋白表达,血液代谢物和粪便菌群结构的影响作用以及变异黄芪中毒病的生物标志物,本试验以SD大鼠为研究对象,用变异黄芪草粉为毒源,进行以下试验:1.变异黄芪致SD大鼠慢性中毒模型的复制60只雌性SD大鼠随机分为对照组、试验Ⅰ组和试验Ⅱ组,每组20只。对照组大鼠饲喂正常全价日粮,试验Ⅰ组和试验Ⅱ组分别饲喂含10%(SW含量0.0132‰)、30%变异黄芪草粉(SW含量0.0396‰)的混合饲料。饲喂至第120 d,试验Ⅱ组大鼠出现典型的疯草中毒症状,试验Ⅰ组大鼠出现轻微的中毒症状,成功复制出大鼠变异黄芪慢性中毒模型。2.变异黄芪对SD大鼠肝脏蛋白表达的影响攻毒120 d结束后腹腔麻醉大鼠,采集对照组和试验Ⅱ组大鼠肝脏组织,利用iTRAQ技术蛋白组学方法检测肝脏中差异表达蛋白。结果显示,变异黄芪能使SD大鼠肝脏蛋白表达产生差异。试验共鉴定到4280种蛋白,其中显著差异表达蛋白574种,上调蛋白263种,下调蛋白311种。经过筛选得到二肽基肽酶-2、视黄酸可诱导丝氨酸羧肽酶、N-乙酰氨基葡萄糖-6-硫酸酯酶、二肽基肽酶-1、酸性酰胺酶、溶酶体膜糖蛋白-2、组蛋白H2B、钙调热稳定蛋白-1、甘油醛-3-磷酸脱氢酶、醛糖还原酶相关蛋白、热休克同族71 kDa蛋白等11种潜在蛋白标志物。3.变异黄芪对SD大鼠血浆代谢物的影响攻毒120 d结束后腹腔麻醉大鼠,采集对照组和试验Ⅱ组大鼠血液,离心得血浆,利用UHPLC-Q-TOF MS非靶向代谢组学方法进行血浆代谢物的检测。结果显示,变异黄芪可以引起大鼠血浆中代谢谱发生明显改变,正负离子模式下共检测到47种代谢物发生变化,其中,甘氨胆酸、胆酸、脱氧胞苷、L-谷氨酸、L-抗坏血酸、肉豆蔻酸、棕榈油酸、α-亚麻酸、二十碳五烯酸9种代谢物可以作为变异黄芪中毒动物血液中的潜在生物标志物。4.变异黄芪对SD大鼠粪便微菌群结构的影响攻毒第30、120 d分别采集对照组和试验Ⅱ组大鼠的粪便,利用16S rDNA高通量测序的方法进行粪便微生物菌群结构检测,结果显示,大鼠变异黄芪中毒后粪便的菌群结构发生不同程度的变化,粪便菌群主要分布于普氏菌属(Prevotella)、拟杆菌属(Bacteroides)以及S24-7、Ruminococcacea和Clostridiales。这些菌群的变化显示有益菌含量降低及致病菌含量升高。以上试验结果表明变异黄芪致大鼠中毒主要导致体内糖蛋白、脂质、氨基酸等物质产生异常,进一步引起肝脏、血液以及粪便中代谢物发生改变。
【关键词】：变异黄芪 蛋白组学 代谢组学 菌群结构 大鼠
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S856.9
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 文献综述13-21
• 第一章 变异黄芪致动物毒性作用及其防控研究进展13-21
• 1.1 变异黄芪主要有毒成分研究13-15
• 1.1.1 变异黄芪主要有毒成分的确定13-14
• 1.1.2 植物中苦马豆素的来源14-15
• 1.1.3 苦马豆素的毒性作用15
• 1.2 变异黄芪致动物毒性作用15-16
• 1.2.1 变异黄芪中毒动物的临床症状15-16
• 1.2.2 变异黄芪中毒动物组织的病理学变化16
• 1.3 变异黄芪及动物变异黄芪中毒防控技术16-18
• 1.3.1 变异黄芪的物理防控16-17
• 1.3.2 变异黄芪的化学防控17
• 1.3.3 变异黄芪的生物学防控17-18
• 1.3.4 变异黄芪中毒的预防与治疗18
• 1.4 变异黄芪的利用18-20
• 1.4.1 变异黄芪的生态学作用19
• 1.4.2 变异黄芪中苦马豆素的药理活性利用19
• 1.4.3 变异黄芪的去毒利用19-20
• 1.5 展望20-21
• 试验研究21-61
• 第二章 变异黄芪中毒大鼠肝脏蛋白组学初步研究21-37
• 2.1 材料21-23
• 2.1.1 植物样品21
• 2.1.2 试验动物21
• 2.1.3 动物饲料21-22
• 2.1.4 主要仪器和试剂22-23
• 2.2 方法23-26
• 2.2.1 变异黄芪致SD大鼠慢性中毒模型的复制23
• 2.2.2 肝脏样品的获取及蛋白质样品的制备23
• 2.2.3 SDS-PAGE电泳23-24
• 2.2.4 酶解和肽段定量24
• 2.2.5 肽段标记24
• 2.2.6 强阳离子柱（SCX）分级24
• 2.2.7 质谱分析24-25
• 2.2.8 生物信息学分析方法25-26
• 2.3 结果26-35
• 2.3.1 SDS-PAGE电泳结果26
• 2.3.2 酶解肽段浓度测定结果26
• 2.3.3 肽段SCX分级26-27
• 2.3.4 蛋白质鉴定结果27-28
• 2.3.5 差异蛋白及潜在蛋白标志物的筛选28-31
• 2.3.6 显著差异表达蛋白的GO注释分析31-33
• 2.3.7 显著差异表达蛋白的KEGG通路分析33-35
• 2.4 讨论35-36
• 2.5 小结36-37
• 第三章 变异黄芪中毒大鼠血浆代谢组学初步研究37-50
• 3.1 材料37-38
• 3.1.1 植物样品37
• 3.1.2 试验动物37
• 3.1.3 动物饲料37
• 3.1.4 主要仪器和试剂37-38
• 3.2 方法38-39
• 3.2.1 变异黄芪致SD大鼠慢性中毒模型的复制38
• 3.2.2 血浆样品的获取及预处理38-39
• 3.2.3 色谱-质谱分析39
• 3.2.4 数据处理与分析39
• 3.3 结果39-48
• 3.3.1 试验质量控制39-41
• 3.3.2 血浆样本的典型代谢谱图41-42
• 3.3.3 数据分析42-46
• 3.3.4 血浆差异代谢物及潜在代谢标志物筛选46-48
• 3.4 讨论48-49
• 3.5 小结49-50
• 第四章 变异黄芪中毒大鼠粪便微生物组学初步研究50-61
• 4.1 材料50-51
• 4.1.1 植物样品50
• 4.1.2 试验动物50
• 4.1.3 动物饲料50
• 4.1.4 主要仪器和试剂50-51
• 4.2 方法51-52
• 4.2.1 变异黄芪致SD大鼠慢性中毒模型的复制51
• 4.2.2 粪便样品的采集51-52
• 4.2.3 总DNA的提取与质检52
• 4.2.4 总DNA样品进行 16S rDNA V4区高通量测序52
• 4.2.5 数据分析52
• 4.3 结果52-59
• 4.3.1 物种丰度统计及群落组成分析52-56
• 4.3.2 OTU丰度的Heatmap图56-58
• 4.3.3 Alpha多样性分析58-59
• 4.4 讨论59-60
• 4.5 小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-70
• 附录70-73
• 致谢73-74
• 作者简介74

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