独家整理|关于奶牛热应激的7项最新研究进展

所属分类:热应激管理

独家整理|关于奶牛热应激的7项最新研究进展

王封霞

众所周知,热应激会严重影响奶牛的采食量和产奶量。但采食量只能解释产奶量下降量的50%(Rhoads等., 2009;Wheelock等., 2010; Baumgard等., 2011),那其他因素是什么?值得探究!

此外,纵观热应激的相关研究,随着全球气温变暖和奶牛产奶性能的增加,奶牛热应激的THI阈值已从72下调至68。因此,是否能从基因和营养层面来改善奶牛的耐热性已成为研究热题。

2019年牛业科学学术研讨会于5月底在山东泰安宝盛大酒店举行,共有来自国内外养牛学界著名的专家、学者,全国知名企事业单位的领导和代表550人参会,涉及了奶牛、肉牛、牦牛、水牛等多个专业方向。

本文选取了会议上7篇有关奶牛热应激的前沿研究,进行简要综述,以期为读者带来更多启发和思考。

 

奶牛热应激耐受性与后肠道菌群有关

简要概述:该研究在夏季热应激期间,根据奶牛上、下午直肠温度差值的大小将其划分为热应激易感组(N=10头)和热应激耐受组(N=9头),并采集所有试验牛的粪便样品,提取粪便中的DNA,进行高通量测序。研究两组奶牛个体后肠道菌群组成的差异,寻找与热应激相关的后肠道微生物。

结果显示:热应激耐受组菌群多样性和丰富度较高,其Shannon指数和Chao1指数大于热应激易感组。属水平上,热应激耐受组中YRC22Prevotella的相对丰度显著高于热应激易感组(P<0.05),且YRC22Prevotella的相对丰度与下午直肠温度值、直肠温度差值、呼吸评分、直肠温度极差及流涎评分等5项热应激相关指标均呈负相关关系。

重点信息:奶牛对热应激的耐受性可能与其后肠道菌群有关,尤其是YRC22Prevotella的相对丰度。

联系信息:陈少侃,中国农业大学动物科学技术学院。邮箱:137832193@qq.com。

 

中国荷斯坦牛热应激耐受性呈逐年下降趋势

简要概述:该研究于2013-2017年的6月至8月,测量了北京地区12个牧场共14,428头中国荷斯坦牛的直肠温度,数据量达到59,359条。同时,在测量直肠温度时记录环境温湿度用于计算THI

结果显示:直肠温度遗传力为0.075,热应激耐受性的遗传力为0.0069。北京地区中国荷斯坦牛2008-2017年直肠温度呈上升趋势,2000-2008年以及2015-2017年热应激的耐受性逐年下降趋势。

重点信息:根据热应激条件下奶牛的直肠温度变化快慢,来判定奶牛热应激耐受程度。从遗传育种角度制定选育策略,提高奶牛热应激耐受性。因此在平衡育种理念下,考虑生产性能的同时应当兼顾动物体的环境适应性。

联系信息:王雅春,中国农业大学动物科学技术学院。邮箱:wangyachun@cau.edu.cn。

 

HSP90AA1基因多态性可作为分子标记筛选耐热应激奶牛

简要概述:前人研究筛选到10个与牛温度应激相关的关键基因,其中HSP90AA1基因(Gene ID: 281832)的转录水平及蛋白水平在高温处理后的细胞中均显著上调。因此,本研究选取1666头中国荷斯坦泌乳牛作为试验群体,根据牛HSP90AA1基因的外显子及上下游侧翼序列共设计了7对引物,通过DNA混池测序筛选SNP位点,运用KASP技术在该群体对SNP位点进行基因分型。此外,本研究采用的奶牛热应激的表型数据来自前期采用多性状动物模型对热应激下北京地区12541头荷斯坦牛实测直肠温度(rt)、呼吸评分(rs)以及流涎指数(ds)三项生理指标进行遗传评估而获得的估计育种值(estimated breeding value,EBV)。

结果显示:混池测序在HSP90AA1基因上发现了13个SNP位点,选择其中5个SNP位点进行大群分型,SNP位点ID分别为rs109014822,rs209516308,rs135053858,rs109256957,rs110026192。这5个SNP均与rt EBV达到显著相关水平(P<0.05),其中rs209516308,rs109256957,rs110026192与rs EBV达到显著相关水平(P<0.05)。

重点信息:荷斯坦牛HSP90AA1基因遗传多态与中国荷斯坦牛热应激生理指标显著相关,可作为分子标记辅助筛选耐热应激荷斯坦牛个体,为荷斯坦牛耐热应激分子育种积累数据。

联系信息:房浩,北京交通大学生命科学与生物工程研究院。邮箱:18121612@bjtu.edu.cn。

 

西荷杂交牛的耐热性高于荷斯坦牛

简要概述:本试验选择了年龄相同的健康中国荷斯坦牛和西荷杂交牛各8头作为研究对象。试验分四个阶段进行:非热应激期(4月1日-4月3日)、热应激初期(6月1日-6月3日)、热应激中期(7月16日-7月18日)和热应激后期(8月26日-8月28日)。试验期间牛群统一舍饲散养,自由采食和饮水。试验期间采集荷斯坦牛和西荷杂交牛生理指标、血清生化指标、抗氧化指标、血清内分泌激素和HSP70等指标,探索荷斯坦牛和西荷杂交牛在适应热应激过程中的耐热性能差异。

结果显示:在热应激状态下,西荷杂交牛的呼吸频率、球蛋白(GLB)、谷草转氨酶(AST)和丙二醛(MDA)显著低于荷斯坦牛(P<0.05),谷丙转氨酶(ALT)、总抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)、超氧化物歧化酶(SOD)、皮质醇(COR)和HSP70显著高于荷斯坦牛(P<0.05)。

重点信息:持续热应激环境对荷斯坦牛和西荷杂交牛的生理指标和机体代谢的影响是相似的,而西荷杂交牛在长期热应激状态下表现出较好的耐热性能。

联系信息:韩兆玉,南京农业大学动物科技学院。邮箱:zyhan6708@njau.edu.cn。

 

HO-1通过抑制热应激诱导的氧化应激调控卵巢颗粒细胞的凋亡

简要概述:血红素加氧酶1HO-1)是一种最广泛存在的抗氧化防御酶,又称为热休克蛋白32HSP32),其可被热诱导产生。本试验首先分为三组:37℃40℃42℃建立热应激模型,通过免疫荧光、western blot和流式等方法检测氧化应激和凋亡,筛选出40℃为下一步试验的热应激温度。其次,在热应激基础上脂质体2000转染siRNA敲低HO-1,加血晶素Hemin诱导HO-1过表达,然后热应激2h恢复6h,通过RT-qPCRwestern blot、流式、免疫荧光等方法对细胞氧化应激和凋亡相关指标进行检测。

结果显示:NC+40℃组相比,40℃+siHO-1ROS的积累和细胞凋亡显著增加;相比于40℃组,40℃+HeminROS水平和细胞凋亡显著降低。

重点信息HO-1通过抑制高温诱导的氧化应激调控奶牛卵巢颗粒细胞的凋亡。

联系信息:王根林,南京农业大学动物科技学院。邮箱:glwang2216@163.com。

 

富铬酵母改善热应激期奶牛的抗氧化能力

简要概述:在夏季高温环境下,试验选取24头产奶量、胎次、泌乳日龄相近的健康中国荷斯坦奶牛,随机分成4组,分别饲喂按照精料量添加富铬酵母制剂00.40.81.2 g/kg4种不同处理日粮。试验期为10周,预饲期2周,正试期8周。试验期间,每日记录牛舍温度和湿度。每日记录产奶量,并每十一天釆集一次奶样,50 ml两份,一份加有防腐剂,4℃保存,另一份-20℃冷冻保存。试验结束前,于午后饲喂前采集尾静脉血10 ml,及时分离出血清,置于-20℃冷冻保存。

结果显示:日粮中添加富铬酵母对热应激奶牛产奶量及乳成分无显著影响。但同对照组相比,添加富铬酵母可以缓解奶牛产奶量下降,显著增加奶牛血清中超氧化物歧化酶(P<0.05)0.8 g/kg富铬酵母组牛奶中Cr含量显著高于对照组与0.4 g/kg(P<0.05),且其奶Cr/Cr的比率显著高于其他组(P<0.01)

重点信息:在本试验热应激条件下,日粮中添加富铬酵母有助于缓解奶牛产奶量的下降,提高奶牛抗氧化能力和血清与牛奶中的铬(Cr)含量。

联系信息:孙鹏,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所。邮箱:sunpeng02@caas.cn。

 

金银花提取物有益于缓解奶牛的热应激

简要概述:在夏季高温环境下,试验采用完全随机区组设计,选取24头产奶量、体况、胎次、泌乳日龄相近的健康中国荷斯坦奶牛,随机分为4组,分别为空白对照组(不添加)、低剂量组(14 g/d)、中剂量组(28 g/d)和高剂量组(56 g/d)。根据NRC2001)配制日粮,以全混合日粮形式饲喂,满足奶牛营养需要。试验牛群每天饲喂三次(6:3013:3020:30),挤奶三次(5:3012:3019:30),自由饮水。预饲期2周,正试期8周,试验结束时采集血液样品。

结果显示:日粮中添加金银花提取物对热应激奶牛生产性能无显著影响,且28 g/d 添加量组可以显著提高热应激奶牛血清中T3含量、IgG含量和T-AOC活性,并且在该剂量条件下,HSP-72含量呈二次显著增加,GSH-Px活性呈二次显著升高,但MDA含量呈二次显著降低。此外,日粮中添加金银花提取物组奶牛血清中肌酐含量显著降低,且血糖浓度呈二次显著降低。

重点信息:金银花提取物对热应激奶牛生产性能无不良影响并且可以提高热应激奶牛的抗氧化性能和免疫功能,有助于缓解奶牛热应激。在本试验条件下,28 g/d为缓解奶牛热应激的最适添加量。

联系信息:孙鹏,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所。邮箱:sunpeng02@caas.cn。

排版 | 李佳琦

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