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围产期奶牛的饲养管理是奶牛饲养中的热点问题。围产期奶牛的饲养管理非常重要,不适宜的饲养管理将对奶牛以及犊牛的健康和生产性能产生不良影响。提高饲养密度是集约化牧场通用的管理措施,然而高饲养密度被认为是影响奶牛健康和生产性能的高风险因子。产后奶牛机体发生了一系列变化,免疫力降低就是其中之一。我国牧场集约化发展很快,但未见关于饲养密度对围产期奶牛影响的研究;给围产期奶牛饲喂免疫增强剂已有报道,但免疫增强剂多为单一成分。本研究选定规模化牧场,以经产奶牛为研究对象,通过测定行为、免疫、代谢、健康和生产性能等指标,探明围产前期饲养密度和饲喂复合免疫增强剂对母牛和犊牛的影响,并探索其发生机制;将对围产期奶牛饲养管理实践提供科学依据和理论支撑;共包括四部分内容。第一部分,选择健康的48头经产荷斯坦奶牛,设80%组、100%组和120%组三个密度梯度。对行为学、血液生化指标、生产性能指标进行了分析。结果表明:(1)围产前期随着饲养密度增加,奶牛的躺卧时间和反刍时间都减少。80%组的奶牛有更多的躺卧时间和反刍时间(P<0.05),80%组比100%组躺卧时间增加了1.2 h,80%组比100%组反刍时间增加了0.54 h。(2)尽管研究发现围产前期不同饲养密度对产奶量、乳成分、平均产犊日期及初乳质量和产量均没有影响,但80%组第一个泌乳月的产奶量显著高于100%和120%组。(3)围产前期不同饲养密度有影响奶牛血钙浓度的趋势(P<0.1),血液皮质醇、总胆固醇、甘油三酯、总蛋白、尿素氮和钙随着分娩时间的临近差异显著(P<0.05)。(4)围产前期饲养密度对瘤胃发酵参数没有影响,但是时间效应有影响。乙酸和氨态氮浓度随着分娩临近而降低,而戊酸、异丁酸和异戊酸浓度则随着分娩临近而升高。第二部分,对第一部分中三个密度梯度的48头经产奶牛所产健康犊牛进行体尺、体重和血液生化指标检测。结果表明:(1)围产前期不同饲养密度对犊牛血液中皮质醇、尿素氮、钙和总蛋白无显著影响,但80%密度组母牛所产犊牛血液中皮质醇浓度(58.3 mmol/L)比100%密度组(65.8 mmol/L)和120%密度组(61.0 mmol/L)稍低。(2)出生后第1 d和第7d的体长、体高、胸围和腹围无差异,但犊牛体重在此期间增加明显(P<0.01)。第三部分,选择健康的48头经产荷斯坦奶牛作为试验动物,使用复合免疫增强剂(compound immunomodulator,CI),设CI0、CI60和CI90三个试验组,对应每头每天CI的添加量分别为0 g、60 g和90 g。试验期从产前-60 d到产后35 d。在产前-60 d、-28 d、-14d、-7 d和产后1 d、7 d、14 d和28 d,分析干物质采食量(DMI)、体重、生产性能、血液生化指标、中性粒细胞吞噬能力和外周血白细胞相关基因的表达。结果表明:(1)CI添加对DMI无影响。DMI随分娩时间而变化,在分娩前降低,分娩后增加,各组差异不显著。(2)CI添加量对围产期奶牛体重影响显著。产前-7d CI0组的体重变化百分(PWC)与CI60组的差异显著(P<0.01);产后第14d,CI0组的PWC显著大于CI60(P<0.01)和CI90组(P<0.05)的。(3)产后35 d内,CI添加对生产性能指标影响差异显著。产奶量、4%标准乳产量和所有乳成分均存在时间效应(P<0.01);各组牛奶体细胞数差异显著(P<0.01),CI0组在产后第7 d至第28 d显著高于CI60和CI90组(P<0.05);对初乳产量和质量无影响,与CI0组相比,CI90组Ig G有增加趋势(P<0.1)。(4)CI添加量对血液生化指标影响较大。产前产后不同剂量CI对皮质醇、非酯化脂肪酸(NEFA)和β-羟丁酸(BHB)含量有影响;在产犊时,随着CI添加量的增加,结合珠蛋白浓度下降(P<0.1),其中CI0组浓度高于CI90组(P<0.05);CI添加对血清总蛋白含量无影响,但在围产后期,血清总蛋白随着CI添加量的增加有上升趋势(P<0.1);血清白蛋白浓度在产前随着CI的补充而降低(P<0.05),在产前-14 d显著降低(P<0.05),其中CI0组的浓度高于CI60和CI90组(P<0.05);随CI添加的增加,CI60和CI90组中血清球蛋白浓度增加(P<0.05),CI0组球蛋白浓度在围产前期低于CI60(P<0.05),在围产后期低于CI90(P<0.05);血清钙浓度在产前降低(P<0.05),但在产后有增加趋势(P<0.1),CI0组产前-28 d钙浓度高于CI60和CI90组(P<0.05),但产后-7 d低于CI60(P<0.05)和CI90(P<0.1)组,CI60和CI90组产前-28d血清钙浓度降低(P<0.05),而产后第7 d血清钙浓度升高(P<0.05)。(5)中性粒细胞(NEUT)对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的吞噬能力受围产期不同时间点和试验处理的影响(P<0.05)。NEUT对大肠杆菌的吞噬能力,在泌乳第1 d和第7 d,各组差异显著(P<0.05),产后-1 d,CI60组最高(P<0.01),产后-7 d,CI90和CI60组高于CI0组,产后-35 d,CI60组高于CI0(P<0.05);NEUT对金黄色葡萄球菌的吞噬能力,产后-1 d,CI60组最高(P<0.01),产后-35 d,CI60和CI90组相似,均高于CI0组(P<0.05)。(6)CI添加量对中性粒细胞趋化因子(CXCL8)和L-选择素(SELL)的表达有显著影响(P<0.05)。在-14 d和35 d,CI0组的CXCL8表达低于CI60组(P<0.05)。SELL表达受时间影响显著(P<0.01),各组在-14 d和35 d表达显著增强(P<0.05);此外,从-60 d至28 d有增强趋势(P<0.1),其中CI60组高于CI0组(P<0.01);在-14 d,CI60组高于CI0组(P<0.05);在35 d,CI90组最高(P<0.05)。第四部分,分别从第一部分中80%组和120%组,以及第三部分中CI0组和CI60组中奶牛各3头,采外周血,收集外周血中的免疫细胞,提取总RNA和总蛋白,分别进行转录组和蛋白组测序分析。结果表明,(1)在饲养密度对比组中,共测得基因12237个,80%组和120%组共有基因10334个,占总测得基因的84.4%,其中表达无差异基因7351个,占共有基因的71.1%,上调(表达倍数≧1.5)基因1732个,占共有基因的16.8%,下调(表达倍数≦0.67)基因1251个,占共有基因的12.1%;共测得蛋白9290个,80%组和120%组共有蛋白8006个,占总蛋白的86.2%,其中表达无差异的蛋白6112个,占共有蛋白的76.3%,上调的蛋白1108个,占共有蛋白的13.8%,下调的蛋白846个,占共有蛋白的9.9%;转录组和蛋白组共有的上调基因456个,占总上调基因的19.1%,下调基因412个,占总下调基因的24.5%。(2)在CI对比组中,共测得基因11175个,CI0组和CI60组共有基因9164个,占总测得基因的82.0%,其中表达无差异基因7542个,占共有基因的82.3%,上调基因669个,占共有基因的7.3%,下调基因953个,占共有基因的10.4%;共测得蛋白9135个,CI0组和CI60组共有蛋白7546个,占总蛋白的82.6%,其中表达无差异蛋白6308个,占共有蛋白的83.6%,上调蛋白567个,占共有蛋白的7.51%,下调蛋白为671个,占共有蛋白的8.89%;转录组和蛋白组共有的上调基因289个,占总上调基因的30.5%,下调基因367个,占总下调基因的29.2%。(3)对各组对比中差异基因进行GO注释和KEGG pathway分析,结果表明,这些基因所涉及到的功能和通路相似,主要涉及的信号通路有炎症相关通路(如Jak/Stat通路、NF-κB通路、MAPK通路)、代谢相关通路(如萄糖代谢、能量代谢、脂多糖代谢)和免疫相关通路(如Toll样受体通路、B细胞受体通路、T细胞受体通路)。综上所述,围产前期饲养密度为80%的奶牛有更长的躺卧和反刍时间,对奶牛健康和福利更有益,而对哺乳期犊牛的生长性能和免疫无显著影响。在围产期开始补充CI可缓解能量负平衡和免疫抑制,调节与分娩有关的炎症反应,利于产后恢复及健康的改善,推荐量饲喂60克/头/天。围产前高密度主要通过抑制奶牛细胞中与代谢、炎症和免疫相关的基因及通路而影响奶牛的生产性能和机体健康,补充CI则可通过激活细胞中与代谢和免疫相关的基因及其通路,平衡机体的物质代谢、增强机体的免疫功能,增进奶牛的生产性能和健康。高密度饲养影响围产期奶牛生产性能及健康的整体调控机制及其应对策略及CI提高和调节奶牛代谢和免疫的具体通路和机制等相关工作仍在研究中,未来有望通过多组学测序及其整合分析手段,从分子细胞水平到机体整体水平深入揭示调节机制。