氨基酸对奶牛乳腺蛋白质合成调控及其分子机制的研究进展

乳蛋白中含有大量人体所需的必需氨基酸,其组成平衡、含量丰富,是一种具有极高营养价值的蛋白质,而乳中 90%以上的蛋白质是乳腺利用氨基酸从头合成的,因此氨基酸对奶牛乳蛋白合成发挥着重要的作用。此外,氨基酸不仅是合成乳蛋白不可或缺的前体物质,而且还是重要的信号调控因子,通过哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR） 信号通路调控乳蛋白的合成。基于此,作者就影响奶牛乳腺氨基酸供应、摄取、利用的因素及氨基酸的信号传导作用的研究进展进行综述,以期为提高乳蛋白的合成提供一定的理论基础。     

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。     

乳腺内氨基酸调控乳蛋白合成的分子作用机制

作为维持哺乳动物生命活动重要的"生物工厂",乳腺利用从流经血液中摄取的氨基酸等营养物质为底物合成乳蛋白。研究证实,氨基酸还可作为一种信号因子,通过乳腺内多种信号级联传导通路,调控乳蛋白基因的转录及翻译过程,从而影响乳腺中乳蛋白的合成。酪氨酸蛋白激酶-信号转导子和转录激活子(JAK-STAT)信号通路和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(m TOR)信号通路是乳蛋白基因转录和翻译过程中的主要调控路径。本文综述了乳腺JAKSTAT和m TOR信号通路的分子机制及氨基酸通过这些通路调控乳蛋白合成的研究进展,旨在进一步阐明氨基酸调控乳蛋白合成的作用机理。     

颈静脉灌注不同模式的氨基酸混合物对泌乳奶牛乳蛋白合成的影响

本试验旨在比较颈静脉灌注酪蛋白模式和理想模式的氨基酸混合物对泌乳中期荷斯坦奶牛乳产量、乳成分以及乳腺对氨基酸摄取利用的影响。选择8头泌乳中期[泌乳天数:(82±11)d]荷斯坦奶牛作为试验动物,试验采用随机区组设计,将试验牛随机分为2组,分别颈静脉灌注160g/d酪蛋白模式(Casein组)和理想模式的氨基酸混合物(R组)。2个试验组分别以各自灌注前作为空白对照组(C1组为Casein组的空白对照组,C2组为R组的空白对照组)。预试期14d,灌注期5d。试验采用全混合日粮(TMR)饲喂,以玉米、豆粕、棉籽粕、玉米青贮、苜蓿干草和羊草为主要原料,参照NRC(2001)奶牛饲养标准配制。结果表明:灌注酪蛋白模式的氨基酸混合物后,乳蛋白产量和含量较灌注前呈上升趋势(乳蛋白产量上升7.14%,P=0.078;乳蛋白含量上升3.27%,P=0.072);并且,奶牛动脉血浆中异亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、赖氨酸(Lys)和组氨酸(His)的浓度较灌注前有不同程度的上升(Ile的浓度提高31.5%,P=0.097;Leu的浓度提高65.9%,P=0.041;Lys的浓度提高36.9%,P=0.088;His的浓度提高40.1%,P=0.010),而苏氨酸(Thr)、缬氨酸(Val)、蛋氨酸(Met)、苯丙氨酸(Phe)和精氨酸(Arg)的浓度在数值上虽较灌注前高但无显著差异(P0.05)。灌注酪蛋白模式的氨基酸混合物后,奶牛乳腺对天冬氨酸(Asp)和半胱氨酸(Cys)的摄取率显著升高(Asp的摄取率提高95.2%,P=0.031;Cys的摄取率提高49.6%,P=0.031),而奶牛乳腺对甘氨酸(Gly)的摄取率显著降低(降低158.3%,P=0.041)。灌注理想模式的氨基酸混合物后,乳蛋白含量比灌注前有上升趋势(提高5.78%,P=0.064),而乳脂产量显著低于灌注前(降低8.57%,P=0.015);并且,奶牛动脉血浆中Arg的浓度有上升趋势(提高18.0%,P=0.093),而酪氨酸(Tyr)的浓度呈下降趋势(降低47.8%,P=0.074)。灌注理想模式的氨基酸混合物后,奶牛乳腺对谷氨酸(Glu)、Cys和Ile的摄取率显著上升(Glu的摄取率提高118.7%,P=0.015;Cys的摄取率提高77.4%,P=0.032;Ile的摄取率提高46.0%,P=0.012),而奶牛乳腺对Ser的摄取率呈下降趋势(降低56.2%,P=0.052)。灌注氨基酸混合物后,Casein组乳脂产量增量显著高于R组(P=0.012),且Casein组的乳产量增量(P=0.095)和乳糖产量增量(P=0.091)较R组有升高的趋势,而2组间其他指标增量无显著差异(P0.05)。由此得出,在本试验条件下,颈静脉灌注酪蛋白模式和理想模式的氨基酸混合物均可提高泌乳奶牛的乳蛋白含量,而灌注酪蛋白模式氨基酸混合物同时可以促进乳蛋白产量的升高,因此,颈静脉灌注酪蛋白模式氨基酸混合物的效果优于灌注理想模式氨基酸混合物。     

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.     

日粮中富含限制性必需氨基酸发酵肽对奶牛产奶量和乳品质的影响

研究富含限制性必需氨基酸发酵肽对泌乳中期奶牛产奶量及乳品质的影响。试验选用15头体质量、胎次、产奶量均相近的泌乳180d中国荷斯坦奶牛,采用完全随机区组设计,分为对照组、0．5％和1％发酵肽实验组。结果表明：0．5％和1％发酵肽实验组奶牛产奶量、乳蛋白率、乳脂率及乳干物质率与对照组相比差异均显著升高（P〈0．01）,产奶量分别提高11．0％和13．7％,乳蛋白率分别提高5．6％和6．6％,乳脂率分别提高7．0％和7．5％,乳干物质率分别提高0．25％和0．67％,乳糖率也有一定程度的提高。结果表明：日粮中添加富含限制性必需氨基酸发酵肽可以很好地提高奶牛产奶量、乳蛋白率和乳脂率。     

调控饲料对奶牛产奶量和乳成分的影响

为研究调控饲料对奶牛产奶量和乳成分的影响,试验选择10头年龄、胎次、泌乳天数、产奶量相近的泌乳牛,按照配对试验设计分为2组,一组为对照组(饲喂基础日粮),另一组为试验组(饲喂添加调控饲料的基础日粮)。结果表明,试验组每头奶牛日均增奶量比对照组多1.366kg(P<0.05),乳蛋白、乳脂率、乳糖、乳中干物质含量相比差异不显著。通过试验前后对比可知,调控饲料显著提高了奶牛的产奶量。     

奶牛乳腺免疫细胞防御机理研究进展

奶牛乳腺中的初级吞噬细胞、嗜中性粒细胞(PMN)和巨噬细胞构成了抵御病原体入侵的第1道防线。在健康奶牛的乳腺中,巨噬细胞占主导地位且充当哨兵的角色。当病原体侵入乳腺时,巨噬细胞及乳腺上皮细胞就会释放出直接将PMN迁移到该区域的趋化剂,使PMN从循环中迅速流入并吞噬和杀灭细菌,起到保护的作用。抵御病原体入侵的第2道防线是由记忆细胞和免疫球蛋白组成的网络,它们与第1道防线相互作用。随着分子生物学技术的发展,更好地了解炎症反应的调节机制可为研究和调节宿主与病原体的相互作用提供理论基础,因此本文就奶牛乳腺免疫细胞防御机理的研究进展进行了综述。     

DNA甲基化与奶牛乳腺泌乳调控的研究进展

DNA甲基化是最早发现的表观修饰方式之一,介导基因的表达沉默,在维持细胞功能、遗传印记、个体生长发育中起着重要作用。近年来,DNA甲基化参与调控乳腺生长发育及泌乳相关基因的表达,随着这方面研究的深入,DNA甲基化在奶牛生产、遗传育种方面将会有越来越多的应用。作者主要从DNA甲基化、乳腺泌乳相关基因DNA甲基化及DNA甲基化在奶牛生产中的应用进行综述。     

隐性乳房炎奶牛乳蛋白含量降低的信号转导机制探讨

乳蛋白是决定牛奶营养品质的主要乳成分之一,具有较高的营养价值,含有人体几乎所有的必需氨基酸。乳蛋白含量和组成受多种因素的影响,除品种、胎次、环境、奶牛泌乳阶段、饲粮组成与营养水平外,疾病也是影响乳汁中乳蛋白含量和组成的重要因素。其中,奶牛隐性乳房炎可以引起乳汁中乳蛋白含量的降低。本文主要探讨乳蛋白的合成机理及隐性乳房炎时乳蛋白含量降低的信号转导机制,旨在为研究在奶牛患隐性乳房炎条件下提高乳蛋白含量的方法提供一些思路和参考。     

影响奶牛乳成分因素的研究进展

近年来我国奶牛养殖行业发展迅速,人们在专注于提高奶牛产奶量的同时,开始关注如何提高乳品质。奶牛自身的遗传与非遗传因素以及奶牛生活环境显著影响着乳成分,伴随奶牛品种和所处环境的变化,其乳成分与品质也会发生改变。在生产中植物提取物以其无毒、无害、无副作用等多种优势成为改善乳品质的天然添加剂,可以提高奶牛的泌乳性能、改善乳成分,具有使用价值和应用前景。本文通过综述奶牛品种、环境及天然植物提取物等多种饲料添加剂对乳成分的影响,以期为在生产实践中提高乳品质等提供理论依据。     

过瘤胃氨基酸在奶牛日粮中的应用

作者综述了过瘤胃氨基酸的类型、特点和过瘤胃性能的测定方法及近年来奶牛日粮中的添加效果和对奶牛的影响,分析了影响添加效果的因素,提出了今后的研究方向。     

日粮组成对牛奶中乳成分合成与调控机制影响的研究

牛奶中乳蛋白和乳脂肪含量的高低直接关系到牛奶的品质和风味。牛奶中乳蛋白主要可以分为酪蛋白和乳清蛋白两种类型,其合成代谢过程均受到mTOR信号分子通路、JAK-STAT信号分子通路、GCN2-eIF2a信号分子通路的影响。牛奶中乳脂肪主要为三酰基甘油酯、磷脂等,对于牛奶的营养和风味均有重要影响,其受到脂肪酸相关酶ACACA、FAS、SCD1的调控。饲料营养是影响牛奶中乳蛋白和乳脂肪的关键因素之一,包括精粗饲料配比及饲料添加剂的应用等方面。本文对牛奶中乳蛋白和乳脂肪的合成调控机理,及日粮组成对其的影响机制进行阐述,为改善乳品质提供参考。     

乳腺对氨基酸的摄取及其调控机制研究进展

乳蛋白是乳中重要的营养成分之一,超过90%的乳蛋白是乳腺利用从血液中摄取的氨基酸从头合成,因此在保证氨基酸充足供给的前提下,乳腺对氨基酸摄取率的高低是影响乳蛋白产量的关键因素。血液中的氨基酸不能自由扩散进出乳腺,需要由乳腺上皮细胞膜上特异的氨基酸转运载体(AAT)协助完成。而乳腺AAT活性受到营养物质和激素水平的调节,当乳腺感知到营养物质和激素水平变化的信号,能够通过激活或抑制以哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)和一般性调控阻遏蛋白激酶2(GCN2)为核心的2条信号通路的活性,进而影响AAT活性,调节乳腺对氨基酸的摄取。本文主要从乳腺AAT的分类和功能、影响乳腺摄取氨基酸的主要因素以及调控乳腺氨基酸摄取的信号通路机制3个方面作一综述,旨在从氨基酸摄取的角度为提高乳蛋白的合成提供参考。     

日粮营养水平对奶牛乳蛋白合成的影响及其作用机理的研究进展

乳蛋白作为乳中重要的组成成分,含有人体所需的几乎所有必需氨基酸。然而,奶牛乳蛋白的合成受很多因素影响,如日粮组成、遗传因素、饲养环境等,但具体影响机制尚不明确。因此,研究乳蛋白合成机理,结合营养调控措施提高其在乳中的含量,成为目前研究的热点和重点。作者就目前日粮营养水平对奶牛乳蛋白合成的影响及其作用机理的研究进行了综述。     

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。     

奶牛静脉血内毒素浓度及其与产奶量的相关性

为调查我国当前主流饲喂方式下奶牛静脉血内毒素浓度的范围及内毒素浓度与产奶量的相关性,本试验首先验证了应用鲎试剂法定量奶牛静脉血中内毒素浓度的可行性,在此基础上,分别检测了安徽牧场 １（６０头,饲粮精粗比 ４５∶５５）、江苏牧场（１５头,按产奶量高低精粗比分别为 ２０∶８０、４５∶５５、５０∶５０）和安徽牧场 ２（１４头,饲粮精粗比 ７０∶３０）共 ８９头奶牛的尾静脉血中内毒素浓度,并进行了内毒素浓度与产奶量的相关性分析。结果表明：鲎试剂法可有效检测奶牛静脉血中内毒素浓度,３个牧场奶牛静脉血中内毒素浓度高低不等,在 ０～１．５０ＥＵ／ｍＬ范围内。奶牛静脉血中内毒素浓度与产奶量之间的相关性皆不显著（Ｐ＞０．０５）,但安徽牧场 ２的相关系数（０．１９５２）大于安徽牧场 １（０．０２０５）和江苏牧场（０．０３７６）。结果提示,鲎试剂法可用于定量检测奶牛血中内毒素浓度,在我国当前的饲喂方式下,奶牛血液中普遍含有内毒素,静脉血内毒素浓度与产奶量无显著相关性。     

奶牛乳脂合成及其影响因素

乳脂是一种高质量的天然脂肪,是牛乳的主要营养成分。乳脂率是衡量牛奶品质优劣的关键指标,同时也是制约中国奶业发展的重要因素。近年来,随着中国奶牛业的不断发展,奶牛的产奶量日益提高,但乳脂率却未见增长。通常情况下牛奶的乳脂率为3%~4%,产奶量与乳脂率之间呈相互制约关系,如何提高乳脂率一直是学者们研究的热点。为深入研究并解决这一问题,作者介绍了乳脂组成及合成机理,并从日粮、瘤胃微生物及遗传等方面分析了影响奶牛乳脂合成的因素。同时作者还对影响奶牛乳脂合成的重要功能基因（SREBPs、PPARs、CIDEC基因）及mTOR信号通路的作用进行了综述。乳脂合成是一个动态的、复杂的多网络调控的过程,需要大量的基因参与,研究各信号通路间的相互作用可为人工调控乳脂合成提供理论基础,也为日后泌乳生物学研究奠定理论基础。     

饲养方式对荷兰荷斯坦牛产奶量及乳成分的影响

选用胎次、体重及产奶量相近,处于泌乳中期的健康荷斯坦母牛34头,采用单因素随机区组设计划分为对照组和试验组。对照组17头,进行放牧饲养;试验组17头,进行放牧加精料补饲饲养,以研究荷兰两种典型饲养方式对荷斯坦奶牛产奶性能的影响。结果表明:与对照组相比,试验组产奶量增加12.42kg(P<0.01),乳糖含量提高0.14%(P<0.05),但本试验条件下,两种饲养方式未对乳蛋白率、乳糖含量及非脂乳固形物含量产生显著影响(P>0.05)。     

植物油来源亚油酸和亚麻酸对乳脂CLA合成的影响

选用40头泌乳中期(169.8±8)DIM的中国荷斯坦奶牛随机分为4组,采用完全随机试验设计,研究日粮亚油酸和亚麻酸水平对乳脂CLA合成的影响。试验共设4个处理,分别为高亚油酸组(LA)、高亚麻酸组(LEA)、高亚油酸和亚麻酸组合组(HLALEA)和低亚油酸和亚麻酸组(LLALEA)。通过9周的试验结果表明,不同处理对干物质采食量、泌乳净能校正产奶量、乳蛋白及乳脂肪的含量和日产量均没有显著影响。增加日粮中LA或LEA的含量,能够显著降低乳脂C12∶0、C14∶0和C16∶0的含量(P<0.05),显著增加乳中硬脂酸(C18∶0,P<0.05)和18碳长链不饱和脂肪酸的含量(P<0.01),但对20碳以上不饱和脂肪酸的影响小(P>0.05)。随着日粮中亚油酸含量的增加,LLALEA、HLEA、HLALEA和HLA组乳脂TVA和c9t11CLA的含量呈线性增加。HLEA组、HLALEA和HLA组乳脂TVA的含量分别比LLALEA组增加1.56、3.05和4.71 g/100 g,而c9t11CLA分别比LLALEA组提高2.5、2.8和3.7倍。因此表明,日粮亚油酸对乳脂c9t11CLA合成的贡献效果高于亚麻酸,而亚油酸调控乳脂CLA合成机制主要以提供乳腺SCD合成c9t11CLA所需的底物(TVA)为主。