【摘要】：本研究通過4個試驗系統(tǒng)研究了在限制采食條件下日糧全株青貯玉米添加水平(下文簡稱“日糧青貯水平”)對荷斯坦后備母牛(下文簡稱“荷斯坦后備�！�)營養(yǎng)物質(zhì)攝入、反芻行為、瘤胃發(fā)酵、血液代謝、營養(yǎng)物質(zhì)消化、生長發(fā)育及肝臟轉(zhuǎn)錄組的影響。試驗一：日糧青貯水平對荷斯坦后備牛營養(yǎng)物質(zhì)攝入量及反芻行為的影響。選擇來自北京三元綠荷奶牛養(yǎng)殖中心的24頭半同胞荷斯坦后備牛(公牛ID：11106002；初始月齡：8-10月齡；初始體重：253±29kg)作為試驗動物。為減少粗飼料類型及來源對試驗可能帶來的干擾,本試驗以全株玉米青貯作為日糧粗飼料的唯一來源。試驗分為預(yù)試期和正試期兩個階段,每個階段為期4周。預(yù)試驗期,所有試驗牛全部飼喂含50%青貯的日糧(DM基礎(chǔ)；S50)。預(yù)試期結(jié)束后,采用完全隨機區(qū)組設(shè)計,依照每頭牛的體重和月齡將24頭牛劃分為6個Block,隨機分到四個處理組中,分別飼喂含不同青貯水平的日糧,四個處理組分別為(DM基礎(chǔ))：S20組(20%青貯)、S40組(40%青貯)、S60組(60%青貯)和S80組(80%青貯)。試驗期間,監(jiān)測每頭牛的營養(yǎng)物質(zhì)攝入量和反芻行為變化。試驗結(jié)果表明,在攝入等量ME的條件下,各組的DM采食量隨日糧青貯水平的提高呈現(xiàn)二次曲線上升(P0.001),各組的CP攝入量基本一致(約685g/天)。各組試驗牛的營養(yǎng)物質(zhì)攝入量中,差異最大的是纖維類碳水化合物攝入量,隨著日糧青貯水平的提高,FNDF的攝入量(P=0.016)和NDF的攝入量(P=0.013)均呈現(xiàn)二次曲線上升,而NFC的攝入量則呈現(xiàn)二次曲線下降(P0.001)。隨著日糧青貯水平的提高,試驗牛每天的總反芻時間、攝入單位重量的DM和OM所需的反芻時間均線性上升(P0.001),而攝入單位重量的NDF所需要的反芻時間線性下降(P0.001)。上述結(jié)果表明試驗牛的營養(yǎng)物質(zhì)攝入量和反芻行為受到了日糧青貯水平的顯著影響。試驗二：日糧青貯水平對荷斯坦后備牛血漿代謝物及瘤胃發(fā)酵的影響。試驗動物及飼養(yǎng)管理同試驗一。在試驗一的基礎(chǔ)上,分別于預(yù)試期和正試期的最后一周,采用瘤胃口腔導(dǎo)管法在晨飼后3-4 h采集所有試驗牛的瘤胃液,并檢測瘤胃液pH、NH3-N濃度和VFA含量；使用真空采血管在晨飼后6h采集頸靜脈血并制備血漿,通過全自動生化分析儀和全自動放免計數(shù)儀檢測血液代謝物的含量及酶活。結(jié)果表明,隨著日糧青貯水平梯度提高,瘤胃液pH線性升高(P0.001),NH3-N濃度呈現(xiàn)二次曲線下降(P0.001),乙酸摩爾比線性上升(P0.001),丙酸和丁酸的摩爾比線性下降(P0.05),乙酸／丙酸比值線性升高(P0.001)。血漿中的胰高血糖素和生長抑素濃度隨日糧青貯水平的提高呈現(xiàn)出降低-升高-降低的三次曲線變化(P0.05),而血漿中T3的濃度呈現(xiàn)出與胰高血糖素和生長抑素相反的三次曲線變化(P=0.018)。各種血液代謝物中,最明顯的變化是谷丙轉(zhuǎn)氨酶活力隨著日糧青貯水平的提高而線性上升(P0.001)。本試驗的結(jié)果表明限飼條件下日糧青貯水平會改變后備牛的瘤胃發(fā)酵模式及部分血液代謝物指標(biāo)。試驗三：日糧青貯水平對荷斯坦后備牛養(yǎng)分消化及生長發(fā)育的影響。試驗動物及飼養(yǎng)管理同試驗一。在正試期的最后一周,連續(xù)4天采集每頭牛的飼料及糞便樣品,并測定樣品中的DM、 OM、CP、NDF、ADF、ADL、鈣、磷等養(yǎng)分含量,通過內(nèi)標(biāo)法計算各種養(yǎng)分的消化率。在正試期和預(yù)試期中,每周連續(xù)2天在晨飼前對試驗牛進(jìn)行稱重。每周采集所有試驗牛的體尺數(shù)據(jù),并對牛只進(jìn)行體況評分。試驗結(jié)果表明,隨著日糧青貯水平的上升,DM、OM和CP的表觀消化率線性下降(P0.05),而EE、NDF和ADF的表觀消化率線性上升(P0.05)。從總體來看,各試驗組的體重、體高、體長、胸圍、管圍、腰角寬、十字部高及體況評分均無顯著差異。隨著日糧青貯水平的增加,試驗牛的腹圍(P0.01)和ADG線性增加(P0.01)。以上結(jié)果表明,限飼條件下日糧青貯水平會影響后備牛的營養(yǎng)物質(zhì)消化率,但對后備牛的生長發(fā)育沒有負(fù)面影響。試驗四：基于RNA-Seq分析日糧青貯水平對荷斯坦后備牛肝臟轉(zhuǎn)錄組的影響。試驗動物及飼養(yǎng)管理同試驗一。在預(yù)試期和正試期的最后一天,通過活體穿刺法于晨飼后6h分別采集每頭牛的肝臟組織樣品,隨后在實驗室提取肝臟樣品的總RNA。采用Hiseq2500高通量測序平臺對所提取RNA樣品進(jìn)行RNA-Seq測序后,共在四個試驗組中檢測到10005個基因的轉(zhuǎn)錄本,其中包括532個差異表達(dá)基因(Differential expressed gene, DEG)。S20組與S40、S60、S80組之間分別有81、225、258個DEG,S40組與S60、S80組之間分別有112、161個DEG,S60組與S80組間有138個DEG。通過GO (Genge Ontology)分析發(fā)現(xiàn),532個差異表達(dá)基因所涉及的GO Term主要與氧化還原、轉(zhuǎn)移酶活性、膽固醇生物合成和羧酸生物合成有關(guān)。為挖掘這些DEG的表達(dá)量隨日糧青貯水平的變化趨勢,使用了STEM (Short Time Expression Miner)軟件包對532個DEG進(jìn)行了表達(dá)模式聚類,并得到3個顯著富集的表達(dá)模式：表達(dá)模式17(含112個DEG,表達(dá)量隨日糧青貯水平提高而上調(diào))、表達(dá)模式19(含73個DEG,表達(dá)量隨日糧青貯水平提高先上調(diào)后小幅回調(diào))和表達(dá)模式4(含47個DEG,隨日糧青貯水平升高,表達(dá)量下調(diào))。將3個顯著富集表達(dá)模式中的DEG進(jìn)行GO分析后發(fā)現(xiàn),表達(dá)模式17中的DEG所富集的GO Term主要涉及負(fù)調(diào)控蛋白激酶活性、羧酸生物合成、激活MAPKK舌性和胺生物合成過程,KEGG分析結(jié)果顯示p53信號通路和MAPK信號通路被該模式中的基因顯著富集。表達(dá)模式19中的DEG主要富集到了膽固醇生物合成、氧化還原和細(xì)胞活化調(diào)控過程中。表達(dá)表達(dá)模式4中的DEG主要與視黃酸受體信號通路、轉(zhuǎn)氨酶活性和谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶活性有關(guān)。本試驗表明,荷斯坦后備牛肝臟基因表達(dá)譜會受到日糧青貯水平的顯著影響,所檢測到的DEG主要與肝臟細(xì)胞氧化還原反應(yīng)和脂質(zhì)代謝等過程有關(guān),其中最值得關(guān)注的是膽固醇生物合成過程。綜合本研究的結(jié)果,限飼條件下,當(dāng)能量和蛋白的攝入總量基本一致時,提高日糧青貯水平會增加荷斯坦后備牛纖維性碳水化合物的攝入量、每日總反芻時間、瘤胃內(nèi)乙酸的摩爾比和血液中谷丙轉(zhuǎn)氨酶的活性以及NDF和ADF的表觀消化率,但對荷斯坦后備牛的生長發(fā)育沒有顯著影響。肝臟基因表達(dá)譜及部分代謝過程受到了日糧青貯水平的顯著影響。
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S823
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本文編號：2574678