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饲喂不同日粮奶牛瘤胃发酵和VFA吸收特性及其相关基因表达的研究

作　者: 翁秀秀
导　师: 李发弟
学　校: 甘肃农业大学
专　业: 动物营养与饲料科学
关键词: 日粮类型瘤胃发酵 VFA吸收速率组织形态学基因表达
分类号:
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本次试验结合我国奶牛实际养殖现状，比较研究我国规模化奶牛场和散养户两种典型日粮组成对奶牛瘤胃发酵和VFA吸收影响的差异，以及从组织形态学和分子生物学角度探讨两种类型日粮对奶牛瘤胃壁VFA吸收的影响机理。共分为四个试验。试验一：旨在研究饲喂不同日粮对泌乳奶牛瘤胃发酵参数的影响。选用10头体重（BW）为542±22kg，泌乳日龄（DIM）为127±13d的头胎、健康且装有永久性瘤胃瘘管的荷斯坦奶牛，采用完全随机设计，按照体重、泌乳日龄和产奶量随机分为两组，每组5头瘘管牛，分别饲喂以玉米秸秆为唯一粗饲料来源的日粮（CS）和以苜蓿、羊草和玉米青贮为混合粗饲料来源的日粮（MF）。试验共进行9w，其中预饲期2w，正饲期7w。试验第37d开始，每隔6h通过瘤胃瘘管采集瘤胃液，共采集3d。测定各采样时间点的瘤胃液pH、氨态氮和VFA的浓度。试验结果表明，瘤胃液pH与总VFA含量在处理间差异不显著（P>0.05）。MF组奶牛瘤胃液乙酸摩尔比和乙酸/丙酸均极显著高于CS组（P<0.01），氨态氮浓度、丁酸、异丁酸、戊酸和异戊酸摩尔比均极显著低于CS组（P<0.01），丙酸浓度显著低于CS组（P<0.05）。CS组奶牛瘤胃夜氨态氮浓度极显著高于MF组，说明CS日粮组存在氮源的浪费，相比之下MF日粮组能有效的利用氮源。试验二：旨在研究饲喂不同日粮对奶牛瘤胃壁VFA吸收速率的影响。选用10头带有永久瘤胃瘘管的泌乳后期（DIM=262±13d）荷斯坦奶牛，按体重、泌乳天数和平均日产奶量随机分成两组，每组5头瘘管奶牛，分别饲喂CS和MF日粮，日粮的设计及配制同试验一。整个试验维持30d，预试期14d。试验第28d将戊酸-CoEDTA指示剂溶液与瘤胃食糜充分混匀，分别采集混匀后0、0.5、1、2、3、6、12、18和24h的瘤胃液，测定各采样时间点的瘤胃pH、VFA浓度、渗透压和Co含量，根据戊酸和Co-EDTA随时间的指数衰减率来估测瘤胃VFA的吸收速率和流通速率。试验结果表明，总VFA的吸收速率和流通速率在处理间均差异不显著（P>0.05），但MF组显著提高了乙酸清除率（mol/h，P=0.05）和VFA流通速率（mol/h，P=0.045）的估测值。试验三：旨在研究饲喂不同日粮对奶牛瘤胃壁乳头组织形态学的影响。试验动物、试验设计、饲养管理及试验日粮同试验一。试验结束经瘤胃瘘管活体采集瘤胃乳头，制备切片，应用光学显微镜和透射电镜对瘤胃乳头的组织结构及超微结构进行观察。结果表明：MF日粮组极显著降低了瘤胃乳头的宽度（P<0.01）；MF组奶牛的瘤胃乳头表面上皮的颗粒层厚度有高于CS组的趋势（P=0.17），而角质层厚度有低于CS组的趋势（P=0.18），棘层和基底层的厚度在组间差异均不显著（P>0.05）。透射电镜结果表明，CS日粮组奶牛瘤胃乳头颗粒层的细胞连接退化，细胞之间存在较大的空隙；角质层有少量的蜕皮现象，角质层下的细胞层细胞呈现加速的迁移状态。由此可见，给泌乳奶牛饲喂CS日粮，影响了瘤胃乳头的形态学结构。试验四：旨在研究饲喂不同日粮对奶牛瘤胃乳头中18个与VFA转运和代谢相关基因表达的影响。试验动物、试验设计、饲养管理及试验日粮同试验一。试验结束经瘤胃瘘管活体采集瘤胃乳头，PBS冲洗后液氮冷冻保存。提取瘤胃乳头的总RNA，利用GeneBank数据库中牛的mRNA序列设计出目的基因的引物序列，通过荧光定量PCR方法检测瘤胃乳头中18个与细胞生长、VFA转运和代谢相关基因的表达。试验结果表明，CS组显著上调了NHE-1、NHE-3、NHE-4和GPR-43基因的表达（P<0.10）；MCT-1和IGFBP-5基因的表达在MF组显著上调（P<0.10）；除ASCC-1被MF组显著下调外，日粮处理对VFA代谢相关基因的表达没有显著影响（P>0.10）。

全文目录

摘要  4-6
Summary  6-9
目录  9-13
第一章绪论  13-29
  1. 研究背景  13-27
    1.1 我国奶牛养殖业现状  13-14
    1.2 反刍动物挥发性脂肪酸的研究进展  14-27
      1.2.1 挥发性脂肪酸的生成与作用  14-16
        1.2.1.1 挥发性脂肪酸的生成  14
        1.2.1.2 挥发性脂肪酸的作用  14-16
      1.2.2 影响瘤胃VFA含量和组成的因素  16-19
        1.2.2.1 日粮组成  16-17
        1.2.2.2 饲料加工处理  17
        1.2.2.3 瘤胃pH  17-18
        1.2.2.4 瘤胃微生物  18
        1.2.2.5 饲养方式  18-19
      1.2.3 瘤胃VFA的吸收  19-25
        1.2.3.1 瘤胃VFA的吸收机制  19-22
        1.2.3.2 影响瘤胃VFA吸收的因素  22-23
        1.2.3.3 瘤胃VFA吸收的体内研究方法  23-25
      1.2.4 挥发性脂肪酸的瘤胃上皮细胞代谢  25-26
        1.2.4.1 乙酸和丙酸的瘤胃上皮细胞代谢  25
        1.2.4.2 丁酸的瘤胃上皮细胞代谢  25-26
      1.2.5 瘤胃壁乳头的组织形态学研究  26-27
  2. 研究目的和意义  27
  3. 研究内容  27-28
  4. 技术路线  28-29
第二章饲喂不同日粮奶牛瘤胃发酵参数的研究  29-40
  1. 材料与方法  29-33
    1.1 试验动物、试验设计及饲养管理  29-30
    1.2 试验日粮  30-31
    1.3 样品的采集与分析  31-33
    1.4 数据处理与分析  33
  2. 结果与分析  33-38
    2.1 日粮类型对奶牛瘤胃发酵参数的影响  33-34
    2.2 瘤胃液pH、氨氮和VFA浓度的动态变化规律  34-38
  3. 讨论  38-39
  4. 小结  39-40
第三章饲喂不同日粮奶牛瘤胃VFA吸收速率和流通速率的研究  40-48
  1. 材料与方法  40-43
    1.1 试验动物、试验设计及饲养管理  40
    1.2 试验日粮  40-41
    1.3 指示剂溶液的制备  41
    1.4 指示剂的使用及样品的采集  41
    1.5 样品的分析  41-42
    1.6 数据分析  42-43
  2. 结果与讨论  43-47
    2.1 日粮类型对奶牛瘤胃VFA吸收速率和流通速率的影响  43-46
    2.2 瘤胃pH、渗透压、体积、VFA浓度与瘤胃VFA吸收速率的相关性分析  46-47
  3. 小结  47-48
第四章饲喂不同日粮奶牛瘤胃乳头的组织形态学研究  48-56
  1. 材料与方法  48-50
    1.1 试验动物、试验设计及饲养管理  48
    1.2 试验日粮  48-49
    1.3 瘤胃乳头的活体采集  49
    1.4 光镜观察  49
    1.5 透射电镜观察  49
    1.6 统计分析  49-50
  2. 结果  50-53
    2.1 日粮类型对奶牛瘤胃乳头宽度和细胞层厚度的影响  50-51
    2.2 日粮类型对奶牛瘤胃乳头显微结构的影响  51
    2.3 饲喂不同日粮奶牛瘤胃壁乳头的透射电镜观察  51-53
  3. 讨论  53-55
    3.1 日粮类型对奶牛瘤胃乳头宽度和细胞层厚度的影响  53-55
    3.2 日粮类型对奶牛瘤胃乳头组织结构的影响  55
  4. 结论  55-56
第五章饲喂不同日粮奶牛瘤胃乳头中VFA转运和代谢相关基因表达的研究  56-67
  1. 材料与方法  56-61
    1.1 试验动物、试验设计及饲养管理  56
    1.2 试验日粮  56
    1.3 瘤胃壁乳头的活体采集  56-57
    1.4 主要试剂和仪器  57
    1.5 相对定量RT-PCR测定相关基因表达  57-60
    1.6 数据分析  60-61
  2. 结果与分析  61-63
    2.1 日粮类型对奶牛瘤胃上皮乳头中VFA转运载体基因mRNA表达的影响  61-62
    2.2 日粮类型对奶牛瘤胃乳头中细胞生长基因mRNA表达的影响  62
    2.3 日粮类型对瘤胃乳头上皮细胞内VFA代谢基因mRNA表达的影响  62-63
  3. 讨论  63-66
    3.1 日粮类型对奶牛瘤胃乳头上皮中VFA转运载体基因mRNA表达的影响  63-64
    3.2 日粮类型对奶牛瘤胃乳头中细胞生长基因mRNA表达的影响  64-65
    3.3 日粮类型对奶牛瘤胃上皮乳头中VFA代谢基因mRNA表达的影响  65-66
  4. 小结  66-67
第六章总体结论  67-68
  1 总体结论  67-68
  2 本研究的创新点  68
  3 有待进一步研究的问题  68
参考文献  68-84
致谢  84-85
作者简历及攻读期成果  85-87
导师简介  87-89

饲喂不同日粮奶牛瘤胃发酵和VFA吸收特性及其相关基因表达的研究

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