發(fā)布時(shí)間：2020-06-09 17:57

【摘要】：熱應(yīng)激影響動(dòng)物的生長發(fā)育和泌乳,降低生產(chǎn)性能。水牛主要生活在高溫高濕氣候地區(qū),對(duì)高溫高濕氣候條件具有一定的適應(yīng)性,但當(dāng)其暴露在太陽下或在高溫天氣下勞作時(shí),也會(huì)表現(xiàn)不適反應(yīng),進(jìn)而影響生理和生產(chǎn)表現(xiàn),如呼吸加快,體溫升高,繁殖和泌乳性能紊亂等。目前,預(yù)防熱應(yīng)激的措施主要包括營養(yǎng)調(diào)控,環(huán)境改善和遺傳改良,其中耐熱品種選育是最經(jīng)濟(jì)有效的措施。耐熱品種的傳統(tǒng)選育方法進(jìn)展緩慢,新興的高通量測(cè)序技術(shù)為研究耐熱性狀提供了新的方向。因此,本研究首先評(píng)估水�？篃釕�(yīng)激能力,其次利用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)影響耐熱性能的候選基因進(jìn)行篩選和鑒定,最后進(jìn)行噴淋水牛的抗熱應(yīng)激效果評(píng)估,旨在為提高水牛抗熱應(yīng)激能力,加快高產(chǎn)耐熱品種培育提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。1.水牛耐熱性及其影響因素研究(1)水牛耐熱性研究分析90頭雜交水牛在冬、春和夏季的生理指標(biāo)、生產(chǎn)性能和血液參數(shù),發(fā)現(xiàn)在夏季水牛直腸溫度(39.24±0.07°C)、呼吸頻率(69.74±3.82次/分鐘)、體表溫度(38.01±0.09°C)及血漿HSP70(421.28±53.11pg/mL)和HSP90(3348.48±306.44pg/mL)水平顯著性高于春季(38.34±0.03°C、15.76±0.62次/分鐘、35.44±0.35°C、263.65±31.36 pg/mL和1311.08±222.51pg/mL)和冬季(38.13±0.05°C、10.49±0.16次/分鐘、24.51±0.24°C、174.11±53.13pg/mL和947.21±230.00pg/mL);在夏季的受胎率(28.27%)、排卵卵泡直徑(10.36±0.26mm)、大卵泡直徑(10.22±0.24mm)、排卵卵泡個(gè)數(shù)(0.71±0.07)和大卵泡個(gè)數(shù)(0.79±0.06)顯著性低于春季(32.35%、11.77±0.30mm、11.59±0.29mm、0.76±0.09和0.85±0.07)和冬季(35.48%、12.58±0.32mm、12.46±0.31mm、0.84±0.08和0.90±0.07)。在夏季,水牛的呼吸頻率(r=0.84)和直腸溫度(r=0.81)與溫濕度指數(shù)(THI)顯著性正相關(guān),當(dāng)THI高于78時(shí),水牛呼吸頻率和直腸溫度呈顯著上升趨勢(shì),說明水牛的耐熱性較奶牛強(qiáng)。(2)純種和雜交水牛耐熱性比較當(dāng)THI大于78時(shí),比較夏季14頭純種地中海水牛和30頭雜交水牛的生理指標(biāo)和血液參數(shù),發(fā)現(xiàn)雜交水牛的直腸溫度(39.12±0.09°C)、呼吸頻率(60.82±5.45次/分鐘)和體表溫度(37.81±0.12°C)顯著性低于純種水牛(39.38±0.09°C、76.84±4.31次/分鐘和38.23±0.12°C);血漿HSP90(2938±520.73pg/mL)、HSP70(375.12±64.47pg/mL)和皮質(zhì)醇(214.06±22.83ng/mL)水平顯著性高于純種水牛(1381.61±339.00pg/mL、202.11±39.45pg/mL和145.45±19.96ng/mL)。說明雜交水牛的耐熱性強(qiáng)于純種地中海水牛。(3)犢牛和成年水牛耐熱性比較當(dāng)THI大于78時(shí),比較夏季15頭犢牛(3月齡)和30頭成年水牛(12月齡)的生理指標(biāo)和血液參數(shù),發(fā)現(xiàn)成年水牛的直腸溫度(39.12±0.09°C)、呼吸頻率(60.82±5.45次/分鐘)和體表溫度(37.81±0.12°C)顯著性低于犢牛(39.46±0.09°C、98.72±7.21次/分鐘和38.92±0.12°C);血漿HSP90(2938±520.73pg/mL)、HSP70(375.12±64.47pg/mL)和皮質(zhì)醇(214.06±22.83ng/mL)水平顯著性高于犢牛(1098.81±391.23pg/mL、172.11±27.15pg/mL和128.25±21.36ng/mL)。說明成年水牛的耐熱性強(qiáng)于犢牛。(4)泌乳高產(chǎn)和低產(chǎn)水牛耐熱性比較當(dāng)THI大于78時(shí),比較夏季16頭高產(chǎn)泌乳水牛(8~12Kg)和12頭低產(chǎn)泌乳水牛(4Kg)的生理指標(biāo)和血液參數(shù),發(fā)現(xiàn)低產(chǎn)水牛的直腸溫度(38.86±0.07°C)和呼吸頻率(56.52±7.36次/分鐘)顯著性低于高產(chǎn)水牛(39.21±0.07°C和84.72±3.61次/分鐘);血漿HSP90(2723±413.33pg/mL)和HSP70(357.14±34.53pg/mL)水平顯著性高于高產(chǎn)水牛(1278.21±278.00pg/mL和176.17±29.13pg/mL)。說明低產(chǎn)水牛的耐熱性強(qiáng)于高產(chǎn)水牛。(5)妊娠晚期與空懷水牛耐熱性比較當(dāng)THI大于78時(shí),比較夏季8頭妊娠晚期水牛和17頭空懷水牛的生理指標(biāo)和血液參數(shù),發(fā)現(xiàn)空懷水牛的直腸溫度(39.03±0.05°C)、呼吸頻率(56.62±7.35次/分鐘)和體表溫度(37.91±0.14°C)顯著性低于妊娠晚期水牛(39.46±0.05°C、106.23±6.47次/分鐘和38.77±0.14°C);血漿HSP90(3458±478.23pg/mL)和HSP70(359.17±58.39pg/mL)水平顯著性高于妊娠晚期水牛(1419.27±279.00pg/mL和237.15±25.47pg/mL)。說明空懷水牛的耐熱性強(qiáng)于妊娠晚期水牛。2.水牛耐熱基因發(fā)掘與鑒定(1)耐熱和熱敏感雜交水牛和奶牛的篩選在夏季(THI78)連續(xù)5天檢測(cè)30頭雜交水牛的生理指標(biāo)和血液參數(shù),獲得耐熱和熱敏感水牛各4頭。耐熱水牛在夏季的直腸溫度和呼吸頻率分別為38.72±0.10°C和41.67±4.43次/分鐘,顯著低于熱敏感水牛(39.67±0.06°C、100.12±3.48次/分鐘);血漿HSP70、HSP90和皮質(zhì)醇水平分別為454.26±91.15pg/mL、3972.53±668.49pg/mL和251.64±10.68ng/mL,顯著高于熱敏感水牛(142.86±41.35pg/mL、845.42±236.96pg/mL和121.46±24.20ng/mL)。在夏季連續(xù)7天檢測(cè)42頭高產(chǎn)荷斯坦奶牛的生理指標(biāo)、血液參數(shù)和產(chǎn)奶量變化,獲得耐熱和熱敏感奶牛各3頭。耐熱奶牛在夏季的直腸溫度和呼吸頻率分別為38.7±0.02°C和57±1次/分鐘,顯著低于熱敏感奶牛(39.7±0.05°C、100±6次/分鐘);血漿HSP70、HSP90和皮質(zhì)醇水平分別為391±59pg/mL、2747±196pg/mL和247±19 ng/mL,顯著高于熱敏感奶牛(183±12pg/mL、1075±84pg/mL和144±11 ng/mL)。(2)耐熱和熱敏感水牛血液轉(zhuǎn)錄組分析應(yīng)用mRNA-Seq和miRNA-Seq方法分析耐熱和熱敏感水牛血液轉(zhuǎn)錄組,共鑒定出753個(gè)差異基因和16個(gè)差異miRNA。應(yīng)用加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析(WGCNA)方法,將差異基因分為5個(gè)模塊,其中4個(gè)模塊與熱應(yīng)激指標(biāo)相關(guān)。在turquoise模塊中,發(fā)現(xiàn)6個(gè)與耐熱性相關(guān)的基因(IL18RAP、IL6R、CCR1、PPBP、IL1B和IL1R1),且差異miRNA bta-miR-1246靶向結(jié)合ABCC4基因與樞紐基因構(gòu)建mRNA-miRNA網(wǎng)絡(luò)圖,進(jìn)而調(diào)控水牛熱應(yīng)激反應(yīng)。應(yīng)用mRNA-Seq方法分析耐熱和熱敏感奶牛血液轉(zhuǎn)錄組,共鑒定出200個(gè)差異表達(dá)基因。其中,14個(gè)基因參與到蛋白互作(PPI)網(wǎng)絡(luò),4個(gè)與耐熱性相關(guān)的基因(OAS2、MX2、IFIT5和TGFB2)富集到免疫效應(yīng)過程。整合分析水牛和奶牛耐熱性相關(guān)的差異基因,發(fā)現(xiàn)7個(gè)(BMP4、DIRAS2、CD72、DOCK5、MOV10L1、NAT14和TSPAN15)共有的且表達(dá)趨勢(shì)一致的基因。以上結(jié)果為進(jìn)一步探討水牛的耐熱機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。(3)耐熱基因BMP4的解析取奶牛乳腺上皮細(xì)胞,用RNAi技術(shù)敲低水牛和奶牛共有的耐熱基因BMP4的表達(dá),然后進(jìn)行熱應(yīng)激(42℃,3小時(shí))處理,檢測(cè)細(xì)胞的增殖和凋亡率及HSP70、HSP27、Bax和Bcl-2基因的表達(dá)。結(jié)果表明,敲低組的細(xì)胞早期凋亡率明顯增加,但基因HSP70、HSP27、Bax和Bcl-2的表達(dá)水平?jīng)]有顯著差異。推測(cè)該基因的上調(diào)可能是通過其他途徑來增強(qiáng)水牛耐熱性。3.噴淋水牛的抗熱應(yīng)激效果當(dāng)THI大于78時(shí),比較不同噴淋方法對(duì)30頭泌乳水牛的體溫和體表溫度及乳成分的影響,發(fā)現(xiàn)從噴淋后水牛乳品質(zhì)、體溫和體表溫度的變化及節(jié)水減污的角度考慮,實(shí)際生產(chǎn)中建議采用間隔14分鐘噴淋時(shí)長1分鐘的方案。
【圖文】：

圖 1-1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)流程圖Figure 1-1 Experimental Design Flow ChartGPG: Ovsynch 同期發(fā)情方案，，即 GnRH, PG, GnRH.2.3.2 牛舍溫、濕度測(cè)定分別在牛舍兩端和中部距離地面 1.5 米高處懸掛溫度濕度測(cè)定儀，測(cè)定牛舍環(huán)境溫度和相對(duì)濕度，并計(jì)算溫濕度指數(shù)（THI）。測(cè)定時(shí)間為每天 6:00 am ~ 20:00 pm兩個(gè)小時(shí)記錄一次。THI 的計(jì)算公式為：THI= (1.8×AT+32)-(0.55-0.0055×RH) ×(1.8×AT-26) (Kendall and Webster 2009)式中 AT 和 RH 分別代表環(huán)境溫度和相對(duì)濕度。2.3.3 生理指標(biāo)測(cè)定呼吸頻率：于 11:40-14:00 觀察并記錄試驗(yàn)水牛每分鐘的腹部起伏次數(shù)，每頭牛連續(xù)測(cè)量 3 次，取三次平均值。

參數(shù)ParametersCrossbred Buffalo春 (n=34)Spring夏 (n=25)Summer冬 (n=31)WinterTHI 68.11 ±0.20a82.95 ±0.77b49.10 ±0.50cRT (°C) 38.34 ±0.03a39.24 ±0.07b38.13 ±0.05cRR(breaths/min) 15.76 ±0.62a69.74 ±3.82b10.49 ±0.16aBT (°C) 35.44 ±0.35a38.01 ±0.09b24.51 ±0.24cHSP70 (pg/mL) 263.65 ±31.36a421.28 ±53.11b174.11 ±53.13aHSP90 (pg/mL) 1311.08±222.51a3348.48±306.44b947.21±230.00aConception rate (%) 32.35a28.27b35.48cDiameter in ovalutory follicles (mm) 11.77±0.30a10.36±0.26b12.58±0.32cDiameter in biggest follicles (mm) 11.59±0.29a10.22±0.24b12.46±0.31cNO. in biggest follicles 0.85±0.07a0.79±0.06b0.90±0.07cNO. in ovalutory follicles 0.76±0.09a0.71±0.07b0.84±0.08ca, b 和 c：同行不同上標(biāo)字母代表差異顯著（p < 0.05）a, b and c: The different superscripts within different season groups show significant difference (p <0.05).
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S823.83

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 唐善生;;廣西奶水牛業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與思考[J];廣西農(nóng)學(xué)報(bào);2014年01期

2 陳雯雯;李津;鄭威;程龍;鄧慧芳;莫小貴;楊炳壯;何寶祥;;高溫高濕對(duì)奶水牛生理和抗氧化指標(biāo)的影響[J];廣西畜牧獸醫(yī);2012年04期

3 盧躍紅,戴志明,田應(yīng)華,李朕杰;溫濕指數(shù)(THI)對(duì)摩尼本水牛產(chǎn)奶量影響的研究[J];乳業(yè)科學(xué)與技術(shù);2005年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉慶華;娟荷雜交牛耐熱性能研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2705045