高精料日粮模式诱发奶牛乳脂降低综合征作用机制研究

The fat content can influence the quality, processing and price of fresh milk，and it is easily affected by the diets. Dairy cows always fed high concentrate diets due to the shortage and poor quality of roughage in China, and led to occurrence of milk fat depression (MFD) frequently, which has become one of the important factors to hamper the improvement of the milk quality and dairy cow industry. The present work takes the effect of high-concentrate diets on milk fat synthesis in dairy cows as key point, revealing the relationship between rumen metabolism and MFD by analysis the effect of feeding different levels of concentrate diet on ruminal pH, VFA, and long chain fatty acids; revealing the effect of diets on bio-hydrogenation of unsaturated fatty acids in the rumen by analysis milk fatty acids; Liver, mammary gland and adipose tissue will sample via biopsy, using real-time PCR to detect the expression abundance of mRNA (key enzymes of lipid metabolism), revealing the changes of lipid metabolic pathways and the underlying molecular mechanisms of MFD. Results of this study will revealing the potential mechanisms of MFD induced by high-concentrate diets in dairy cows, from the point of view of nutrition, physiology and molecular biology, and providing theoretical basis and practical parameters for preparation of diets and increase the content of milk fat.

乳脂含量可影响生鲜乳的质量、加工工艺和价格，且易受日粮影响。我国粗饲料资源短缺且品质较差的现状，迫使奶牛生产中不得不普遍采用高精料饲喂的方式，造成乳脂降低综合征多发，已成为制约我国牛奶品质提高和奶牛产业发展的重要因素之一。本项目以探讨高精料日粮对奶牛乳脂合成的影响为切入点，通过测定不同精料水平日粮对瘤胃pH值、挥发性脂肪酸和长链脂肪酸的影响，揭示瘤胃代谢和与乳脂降低综合征的关系；通过分析乳脂脂肪酸组成，阐明日粮对瘤胃不饱和脂肪酸的氢化作用；对肝脏、乳腺和脂肪活体采样，用RT-PCR技术研究脂肪代谢关键酶mRNA的表达丰度，揭示发生乳脂降低综合征时脂肪代谢通路变化和潜在分子机制。理论上从营养学、生理学和和分子生物学角度分析高精料日粮模式诱发奶牛乳脂降低综合征的潜在机制，生产上为合理配制日粮和提高牛奶乳脂含量提供理论依据。

项目计划从营养学、生理学和分子生物学角度探讨高精料日粮模式诱发奶牛乳脂降低综合征的潜在机制。通过在泌乳奶牛日粮中添加细粉碎玉米（266g/kg）和46g/kg的大豆油（干物质基础），使精粗比由50:50提高至62:38。结果表明：处理组奶牛乳脂率在诱导期的第10天均降至3.2%以下（P<0.01），表明成功诱导出乳脂合成抑制。研究同时还发现，与对照组相比，处理组奶牛干物质采食量和产奶量显著（P<0.01）降低，乳蛋白、乳糖和非脂固形物含量显著（P<0.01）升高；乳脂总饱和脂肪酸（FA）、C16:0、低于16C FA的含量显著（P<0.01）降低，总不饱和、单不饱和及多不饱和FA含量显著（P<0.01）升高。处理组奶牛血浆中β-羟基丁酸（P=0.05）、总抗氧化能力（P=0.01）、超氧化物歧化酶（P=0.01）和谷胱甘肽过氧化物酶（P=0.03）含量显著降低，血浆尿素氮（P<0.01）、非酯化脂肪酸（P<0.01）和丙二醛（P=0.02）含量显著增加。.处理组奶牛瘤胃中乙酸摩尔比显著降低（P=0.02）, NH3-N浓度显著升高（P<0.01），pH值、VFA浓度未受影响；粪便的pH（P<0.01）、乙酸（P=0.03）和丙酸（P=0.02）浓度显著降低，丁酸浓度显著增加（P=0.03）；16S rRNA基因测序结果表明，处理组奶牛瘤胃和粪便中与纤维降解相关菌群的相对丰度下降。.转录组测序结果显示，处理组奶牛肝脏中共筛选出差异表达基因521个，其中乙酰辅酶A羧化酶（P=0.08）和脂蛋白脂肪酶（P=0.09）基因表达量有增加趋势；乳腺中共筛选出差异表达基因235个，其中脂肪酸合成酶（P=0.02）和固醇调节元件结合转录因子1（P<0.01）基因表达量显著降低，脂肪酸结合蛋白3（P=0.03）表达量显著增加。GO、KEGG差异基因富集分析表明，处理组奶牛肝脏对蛋白质的修饰能力增加，对氨基酸的代谢能力降低；乳腺的氨基酸代谢能力增强，炎症反应增加，乳脂合成和免疫功能降低。.综上，本研究为探究日粮诱导乳脂降低综合征潜在机制奠定了重要的启示性线索。项目资助发表论文1篇，待发表2篇，培养研究生2名。项目直接经费投入经费21万元，支出16.8624万元，各项支出基本与预算相符。剩余经费4.1376万元，剩余经费计划用于本项目研究后续支出。