奶牛SP1基因结构及对乳脂合成功能的初步分析

旨在探讨中国荷斯坦奶牛的特异性蛋白1（specificity protein,SP1）基因结构特征及其对奶牛乳脂合成的影响。根据NCBI已经公布的奶牛SP1基因序列（NM_001078027.1）,利用生物信息学分析其序列保守性、理化性质、蛋白亲水性、蛋白质结构及互作蛋白;采用PCR技术扩增并克隆SP1基因CDS序列。然后,选取6头健康的中国荷斯坦奶牛,分别取泌乳期和干奶期奶牛乳腺组织,运用实时荧光定量PCR和Western blot方法检测SP1基因在不同时期奶牛乳腺组织中的表达情况。分离并纯化泌乳期奶牛乳腺上皮细胞,通过SP1过表达及干扰检测其对乳脂合成的影响,分别进行3次独立试验。结果显示,SP1基因序列在不同物种间高度保守,与山羊相似度最高（98.94%）。奶牛SP1基因CDS区序列长2 361 bp,编码786个氨基酸,蛋白分子质量为80 902.17 u,理论等电点为6.94。平均疏水指数为-0.438,为不稳定的亲水性蛋白。SP1序列包含3个锌指结构,SP1蛋白二级结构以无规则卷曲（52.29%）为主。STRING蛋白互作分析结果显示,SP1与转录因子AP-1（JUN）、雌激素受体α（ERα）、MYC原癌基因蛋白（MYC）、TATA盒结合蛋白（TBP）等蛋白存在相互作用。实时荧光定量PCR和Western blot结果显示,SP1的mRNA和蛋白在泌乳期的表达量显著高于干奶期（P<0.01）。在奶牛乳腺上皮细胞中过表达SP1显著增加细胞甘油三酯的合成（P<0.01）,而干扰SP1的表达,甘油三酯合成显著降低（P<0.01）。以上结果提示,SP1正向调控乳脂合成,分析SP1基因结构和功能为深入研究SP1对泌乳奶牛乳脂合成调控机制提供理论依据。     

基于转录组测序挖掘奶牛乳脂代谢关键候选基因

旨在对高、低乳脂率奶牛乳腺上皮细胞(BMECs)转录组测序的mRNA表达谱数据进行深入分析,挖掘影响奶牛乳脂代谢的关键候选基因。本研究采用Illumina PE150方法对乳脂率具有极端差异的荷斯坦奶牛(高、低乳脂组各4头)的BMECs进行转录组测序,以P<0.05和|log₂FoldChange|≥1.5为阈值筛选差异表达基因,并利用KOBAS在线网址进行功能富集分析,最后通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术分析测序结果的准确性及乳脂代谢相关差异表达基因的组织表达谱。结果表明,在高、低乳脂组之间共发现578个差异表达基因,包括332个上调差异表达基因,246个下调差异表达基因。功能富集分析共确定了包含生物学过程(BP)、细胞组分(CC)和分子功能(MF)的366个显著富集的GO条目(P<0.05),其中与脂代谢密切相关的GO条目有长链脂肪酸的运输、脂肪细胞分化的正向调节、乳腺肺泡发育、花生四烯酸的结合等。差异表达基因显著富集到47条KEGG通路(P<0.05),参与脂代谢的通路有15条,分别为脂肪细胞内脂解的调节、磷脂酶D信号通路、河马...     

激素对奶牛乳腺上皮细胞乳脂肪合成的调控作用

乳脂肪是高质量的天然脂肪，其可为人类提供营养和能量，在各种膳食脂肪和油类中，是最容易被消化吸收的。乳脂肪是在乳腺中由从头合成或外源摄取的脂肪酸与甘油酯化形成的一种脂类物质，其含量的高低关系着牛奶品质的优劣和乳制品的加工特性。在奶牛的泌乳周期中，乳腺泌乳功能受多种因素影响，其中内分泌腺分泌的多种激素对奶牛乳腺上皮细胞（BMECs）乳脂的合成具有积极的调控作用。综上所述，作者介绍了氢化可的松、催乳素、胰岛素和生长激素4种泌乳相关激素对BMECs乳脂肪合成的调控机理，即从乳脂合成适宜的激素添加量、激素对乳脂球形态的影响方面初步阐释其调控作用，并从乳脂合成的关键酶及转录因子、激素对乳脂合成相关基因表达量方面深入阐释其作用机理，旨在为研究泌乳相关激素对奶牛乳腺内乳脂肪合成的调控机理提供参考。     

热应激影响荷斯坦奶牛泌乳机制的研究进展

奶牛在极端热环境下会产生热应激反应,导致奶牛泌乳量降低、乳品质下降。本文从热应激诱导乳腺氧化应激及影响机体激素代谢、抑制乳成分合成角度综述了热应激影响奶牛泌乳的机制,并对补饲添加剂缓解热应激的效果进行总结,以期为进一步探究热应激机理及寻求有效、合理的缓解措施提供理论依据。     

缓解奶牛热应激的营养调控措施

[目的]为探讨中草药发酵制剂缓解奶牛热应激的调控作用和缓解奶牛热应激的营养调控措施。[方法]选用胎次相近、健康无病,体况均匀的40 头,随机分成4 组,分别设置为对照组、试验Ⅰ组、试验Ⅱ组、试验Ⅲ组,每组5 个重复,每个重复2 头。对照组奶牛饲喂基础日粮,试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组分别在饲喂基础日粮的基础上添加1%、2%和3%的中草药发酵制剂。[结果]通过检测生理指标、泌乳性能和血清生化指标结果表明,添加中草药发酵制剂后热应激奶牛的直肠温度和呼吸频次显著降低,平均日增重、平均日采食量显著提高,料重比显著降低（P<0.05）;奶牛的产奶量、乳脂率和乳蛋白率显著升高,体细胞数显著降低（P<0.05）;奶牛的白蛋白、总蛋白、尿素氮、血糖、谷丙转氨酶和谷草转氨酶含量均显著升高（P<0.05）。[结论]中草药发酵制剂可以有效缓解奶牛热应激,恢复正常的生理指标和血清生化指标水平,提高奶牛泌乳性能。在本试验条件下,日粮中中草药发酵制剂的适宜添加量为3%。     

奶牛抗热应激功能性营养包的研究与开发

为缓解奶牛热应激对其生产性能造成的影响,降低由此带来的经济损失,该试验研究、配制了奶牛抗热应激功能性营养包。按照胎次、产奶量、泌乳天数和体况相近的原则,将120头健康的荷斯坦泌乳奶牛随机分成试验组和对照组。在中度热应激条件下,对照组奶牛饲喂牧场基础日粮,试验组奶牛在基础日粮中添加300 g/(d·头)复合型功能性营养包,观察复合型功能性营养包的抗热应激效果。试验结果表明,在正试结束时,试验组奶牛的单产显著高于对照组(P0.05);与预试期相比,对照组奶牛的平均单产降低2.96 kg/(d·头),而试验组平均单产降低1.16 kg/(d·头),比对照组缓降了1.80 kg/(d·头);试验组奶牛的乳蛋白涨幅比对照组高0.13个百分点;正试结束时和停试第10天试验组奶牛的乳脂率和乳中干物质均显著高于对照组(P0.05);试验组奶牛的饲料转化率比对照组缓降0.02。结果提示,抗热应激功能性营养包不仅能够有效地缓减牛奶由于热应激导致的单产下降,还可以提高乳蛋白率、乳脂率、乳中干物质和饲料转化率。     

Bta‐miR‐152 affects intracellular triglyceride content by targeting the UCP3 gene

According to our previous studies, bta‐miR‐152, PRKAA1 and UCP3 are differentially expressed in mammary gland tissues of high milk fat and low milk fat cows, and the trend in bta‐miR‐152 expression is opposite from those of PRKAA1 and UCP3. To further identify the function and regulatory mechanism of bta‐miR‐152 in milk fat metabolism, we investigated the effect of bta‐miR‐152 on cellular triglyceride content in bovine mammary epithelial cells cultured in vitro, on the basis of bta‐miR‐152 overexpression and inhibition assays. The target genes of bta‐miR‐152 were identified through qPCR, Western blotting and dual luciferase reporter gene detection. Compared with that in the control group, the expression of UCP3 was significantly lower in the bta‐miR‐152 mimic group, the expression of PRKAA1 was decreased, and the intracellular TAG content was significantly increased. After transfection with bta‐miR‐152 inhibitor, the expression of UCP3 increased significantly, and the expression of PRKAA1 decreased, but the difference was not significant; in addition, the intracellular TAG content decreased significantly. Therefore, we concluded that bta‐miR‐152 affects the intracellular TAG content by targeting UCP3.     

奶牛乳腺中4F2hc基因的表达模式及亮氨酸对其表达的调控研究

为了研究4F2hc在奶牛乳腺中的表达模式及调控方式，进一步明确氨基酸在奶牛乳腺上皮细胞中的跨膜转运过程，本研究采用Western blotting和实时荧光定量PCR技术检测了4F2hc在泌乳期和干奶期奶牛乳腺组织中的表达变化；在体外培养的泌乳期奶牛乳腺上皮细胞中添加亮氨酸，采用Western blotting和实时荧光定量PCR技术检测其对奶牛乳腺上皮细胞中4F2hc表达的影响；采用雷帕霉素抑制剂抑制mTOR信号通路，使用Western blotting方法检测mTOR信号抑制后奶牛乳腺上皮细胞中4F2hc表达以及乳蛋白合成的变化。结果显示，在泌乳期的奶牛乳腺组织中4F2hc的mRNA和蛋白表达水平均显著或极显著高于干奶期（P<0.05，P<0.01）；在体外培养的奶牛乳腺上皮细胞中添加亮氨酸可以极显著提高乳腺上皮细胞中4F2hc的mRNA和蛋白质表达水平（P<0.01）；亮氨酸刺激可以激活细胞内的mTOR信号通路（P<0.05），而雷帕霉素处理则可以显著抑制mTOR信号分子的磷酸化并极显著抑制亮氨酸诱导的4F2hc的表达（P<0.05，P<0.01），进而极显著抑制β-Casein的合成（P<0.01）。以上研究结果表明，4F2hc基因的表达与奶牛乳腺的泌乳活性之间呈正相关，亮氨酸可以通过激活mTOR信号通路来调节4F2hc基因的表达，进而影响乳蛋白的合成。     

Effects of stocking density on oxidative stress status and mammary gland permeability in early lactating dairy cows

The current study was conducted to investigate the effect of stocking density (SD) on oxidative stress status and mammary gland permeability in early lactating dairy cows. Thirty‐two dairy cows were allocated into 16 blocks, basing on parity, previous milk yield, and body weight, and were then randomly assigned into one of the two treatments as follows: 75% (75SD) and 100% (100SD) SD. The cows were fed with same diet throughout the 8‐week experimental period. The milk yield and milk sample were collected on two consecutive days during the 8‐week experimental period weekly. Plasma samples were collected on fourth and eighth experimental weeks. Raw, energy‐corrected, and 4% fat‐corrected milk yield were significantly higher in 75SD‐cows than that of 100SD‐animals, respectively. The milk somatic cell count was lower in 75SD‐cows than that of 100SD‐animals. The levels of Na⁺, Na⁺/K⁺, bovine serum albumin and plasmin were lower in 75SD‐cows than those of 100SD‐cattle, respectively. The 75SD‐cows had reduced insulin and insulin/glucagon levels but higher prolactin and growth hormone concentrations, compared with those of 100SD‐animals, respectively. In conclusion, compared with low SD‐animals, early lactating cows with higher SD had higher oxidative stress status, which further led to a greater mammary gland permeability.     

热应激对奶牛生理和免疫功能的影响及其机理

奶牛热应激综合征是指奶牛受到超过本身体温调节能力的高温刺激而产生的非特异性防御反应。奶牛发生热应激后会激活体内的下丘脑-垂体-肾上腺轴,改变机体的神经内分泌调节网络,引起奶牛体内皮质醇激素和多种激素水平变化,协同作用于机体以抵抗热应激对自身的影响;此外,热应激奶牛采食量和消化率普遍降低,营养物质摄入不足,机体处于能量负平衡状态。在这种状态下,奶牛会通过增加体内糖、脂肪和蛋白质的代谢来为机体提供能量从而缓解热应激。然而,严重热应激会导致奶牛代谢功能紊乱及免疫系统损伤,最终导致奶牛消化率、产奶量、繁殖率下降,而疾病易感风险性增加,从而影响奶牛生产的经济效益,给畜牧业带来巨大的经济损失。目前,关于奶牛热应激的研究较多,且多集中于产奶性能和繁殖性能等方面,而有关生理和免疫机能的研究报道较少。作者阐述了奶牛发生热应激时皮质醇激素的变化和调节、三大代谢过程的改变及免疫细胞和相关细胞因子的表达分泌等过程,旨在更加深入地了解热应激对奶牛生理状态及免疫功能的影响,从而为奶牛热应激综合征的防控、诊断和治疗提供理论依据。     

奶牛乳脂代谢关键miRNAs的筛选及鉴定

旨在探究影响中国荷斯坦奶牛乳脂代谢过程的关键miRNAs及靶mRNAs。本研究选择泌乳中后期(150～220 d)的第一胎次且乳脂率具有极端差异的8头宁夏荷斯坦奶牛,根据乳脂率的差异分为两组：高乳脂组和低乳脂组,每组4个重复。采集8头奶牛的奶样分离乳腺上皮细胞,进行转录组测序和生物信息学分析,筛选出差异表达miRNA-mRNA并与乳脂率进行相关性分析。通过实时荧光定量PCR验证miRNAs和mRNAs表达。结果表明,8个small RNA(sRNA)文库测序获得11 976 914～16 235 680的clean reads,占总raw reads的比例均在97%以上,Q30达到91%以上,sRNA片段长度主要分布在21～24 nt。在高乳脂组和低乳脂组间共鉴定了34个差异表达miRNAs(16个上调,18个下调)。GO和KEGG富集分析表明,差异表达miRNAs的靶基因在细胞内信号转导、单一生物体过程、激酶结合和磷酸转移酶活性等功能条目显著富集,并且显著富集到TNF信号传导途径、MAPK信号传导途径、Ras信号传导途径、Rap1信号通路和催产素信号传导途径等乳脂代谢相关通路。通过m...     

氨基酸影响奶牛乳腺内乳脂合成的机理

乳蛋白前体物主要有游离氨基酸和小肽等。氨基酸不仅能影响乳腺内乳蛋白的合成,而且对乳脂的合成起一定的调控作用。本文主要阐述了氨基酸在乳脂合成过程中的调节作用,并从乳腺对乳脂前体物的摄取规律、乳脂合成相关基因表达、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白和腺苷酸活化蛋白激酶信号通路的角度综述了氨基酸对乳脂合成的可能机理,为进一步研究乳脂合成机理及改进牛奶营养品质提供理论依据。     

玉米秸秆饲粮条件下阴外动脉灌注氨基酸混合物对奶牛乳腺内短链脂肪酸摄取规律的影响

本试验采用动静脉血插管技术,以泌乳中期荷斯坦奶牛为研究对象,研究玉米秸秆饲粮条件下阴外动脉灌注氨基酸(AA)混合物对奶牛产奶性能、尾动脉血和乳静脉血中短链脂肪酸(SCFA)浓度及其比例以及乳腺内SCFA摄取规律的影响。采用2×2交叉试验设计,将体况良好、体重相近、日乳产量为(20.17±1.28)kg的8头经产(2~3胎)荷斯坦奶牛随机分为采食不同饲粮的2组[苜蓿组(MF组)和玉米秸秆组(CS组)],每组4头。2组奶牛饲喂的饲粮精粗比均为45∶55,精饲料组成相同,粗饲料组成不同,MF组粗饲料由苜蓿干草、玉米青贮和羊草组成,CS组以单一的玉米秸秆全部替代MF组饲粮中的粗饲料。试验分为2个阶段,每个阶段20 d,均分为饲粮适应期(预试期)14 d,载体灌注期3 d,正式灌注期3 d。在第1阶段,在载体灌注期,MF组奶牛接受载体灌注(阳性对照组1),CS组奶牛也接受载体灌注(对照组);在正式灌注期,MF组奶牛继续接受载体灌注(阳性对照组2),CS组奶牛接受AA混合物灌注;在第2阶段,将2组动物互换后处理方法同第1阶段。每个正式灌注期的最后2 d采集乳样和血样。结果显示:CS组奶牛阴外动脉灌注AA混合物可显著提高乳蛋白率(P0.05),对乳产量、4%乳脂校正乳(FCM)产量、乳脂率、乳脂产量、乳蛋白产量有一定促进效果,但部分指标仍然显著低于MF组(P0.05)。CS组奶牛阴外动脉灌注AA混合物可趋于显著地提高乳静脉血中乙酸的浓度(P=0.09),显著降低乳腺内乙酸的动静脉差(P0.05),缩小CS组与MF组奶牛在乳腺对乙酸的摄取量和摄取效率方面存在的差距。CS组奶牛阴外动脉灌注AA混合物对提高尾动脉血中乙酸/丙酸、(乙酸+丁酸)/丙酸有一定的促进效果(P0.05)。由此得出,以玉米秸秆为粗饲料的奶牛阴外动脉灌注AA混合物可显著提高乳蛋白率,增加乳静脉血中的乙酸浓度,同时缩小与以苜蓿干草、玉米青贮和羊草为粗饲料的奶牛在乳腺对乙酸的摄取量和摄取效率方面存在的差距。     

奶牛乳腺中乳成分前体物对乳成分合成影响的研究进展

乳成分的含量及组成直接影响牛乳的品质.本文主要综述了乳腺中乳成分前体物对乳糖、乳蛋白质和乳脂等合成的影响,为进一步提高乳脂和乳蛋白质产量,改善牛乳品质提供参考.     

自然生产条件下热应激周期变化揭示泌乳中期奶牛出现“热应激乳蛋白降低征”

本试验在连续3年时间里测定了上海地区热应激周期变化对泌乳中期奶牛生产性能和牛奶品质的影响。通过实地测定并计算分析,绘制了上海地区热应激周期变化图谱,揭示了整个热应激周期中不同热应激程度的分布状况。研究对比了自然生产环境下无热应激与中度热应激对奶牛生产性能和牛奶品质的影响,发现中度热应激极显著降低了奶牛采食量、产奶量、乳脂校正乳产量、能量校正乳产量、乳脂率、乳蛋白含量、总固体含量(P<0.01),而且显著增加了乳中尿素氮含量(P<0.05)。在热应激周期变化研究中发现,中度热应激显著升高泌乳奶牛的直肠温度和呼吸频率(P<0.05),而且呼吸频率比直肠温度对热应激变化的反应更快、更敏感。热应激周期变化对奶牛干物质采食量、产奶量的影响取决于热应激程度,2012年整个热应激周期的热应激程度比较低,热应激周期变化对奶牛干物质采食量、产奶量无显著影响(P>0.05),但是2013年热应激程度更加严重,热应激周期变化对奶牛干物质采食量、产奶量产生了极显著影响(P<0.01)。在牛奶品质中,受热应激影响最大的是乳蛋白合成量(P<0.01)。2012年和2013年2个热应激周期变化对其他乳成分含量没有显著影响(P>0.05),但是两年的热应激周期变化都导致乳蛋白含量显著下降(P<0.05)和乳中尿素氮含量显著升高(P<0.05)。尤其值得注意的是,2012年热应激周期变化并没有导致奶牛采食量下降(P>0.05),而且产奶量也没有显著性差异(P>0.05),但是仍然出现了乳蛋白含量下降和乳中尿素氮含量升高(P<0.05)。这表明热应激周期变化改变了泌乳中期奶牛氮代谢的途径,发生了氮营养重分配(repartitioning)现象,而且这种现象不依赖于采食量和产奶量,可以称之为“热应激乳蛋白降低征”(heat-stressed milk protein decrease syndrome,HS-MPD)。     

热应激对泌乳盛期奶牛的采食量和消化率的影响

[目的]探讨热应激对奶牛采食量和饲料中营养物质消化率的影响。[方法]通过采用单因子水平随机设计。[结果]奶牛热应激时采食量显著下降,在轻微和中度热应激期采食量分别下降3.65%和13.46%;营养物质的消化率也显著下降(P0.05),奶牛在轻度和中度热应激期粗脂肪的消化率分别降低了6.17%、13.03%;钙的消化率分别降低了25.09%、34.97%;磷的消化率分别降低了22.77%、36.27%。[结论]奶牛热应激时采食量显著下降(P0.05);饲料中营养物质消化率粗脂肪、钙、磷的消化率与非热应激期相比,差异显著(P0.05)。     

Utilization of glucose and long-chain fatty acids in lactating dairy cows fed a fat-enriched diet

The fate of carbon from long-chain fatty acids and glucose in dairy cows which were fed with protected fat was studied using stable isotope technique. The experiment was carried out on two groups of dairy cows (n=16 in each group) during the first 15 weeks of the lactation period. The cows were fed isoenergetic and isoproteinogenous diets based on corn silage. About 1.8 kg of tapioca starch in the diet of the starch group was substituted by about 0.7 kg of rumen protected fat (Ca salts of palm oil and soybean oil) in the diet of the fat group. The carbon atoms of dietary fat were naturally depleted in 13C as compared to carbon atoms of starch. Daily milk performance and lactose output were significantly (P < 0.05) higher among the cows fed with fat diet. In comparison to the starch group, the enrichment of milk fat with 13C was significantly lower, while that of breath CO2 was significantly higher in the fat group (P < 0.05). This means the fatty acids were incorporated into milk fat in preference to metabolic oxidation. Further studies showed that blood glucose is oxidized to a lower extent and is used for the synthesis of lactose to a higher proportion if the cows were fed with the fat diet. The glucose entry rate into the body glucose pool was not different between the diets. In conclusion, the dietary fatty acids perform a glucose sparing effect and improve the glucose supply for the mammary gland.     

葡萄糖代谢与利用对奶牛生产的影响

葡萄糖是脑细胞等中枢神经系统和胚胎的主要供能物质,也是泌乳奶牛合成乳糖的前体物质,并且与乳脂、乳蛋白合成密切相关,对泌乳奶牛具有重要的营养生理功能。为了提高奶牛泌乳性能以及生理健康,有必要深入研究奶牛葡萄糖的营养与生理功能。本文从葡萄糖的生成、乳腺中葡萄糖代谢与调节、葡萄糖代谢对奶牛生产影响等几个方面对泌乳奶牛葡萄糖的代谢与利用进行综述,为进一步揭示奶牛葡萄糖的代谢机制、提高奶牛对葡萄糖利用、促进奶牛生产提供参考依据。