泌乳相关激素对奶牛泌乳性能的影响及调控机制研究

摘要

我国乳品业发展迅猛，成绩斐然，尤其通过优化饲养管理等方法，奶牛产奶量显著提高。然而，如何延长奶牛的泌乳周期、提高乳品品质以及降低乳房炎发生率，成为我国奶业可持续健康发展亟待解决的问题。先前的研究主要集中在如何提高产奶量或单一改善乳品质等方面，而泌乳相关激素、挤奶频率以及乳汁积滞对奶牛泌乳周期中催乳素分泌的影响及其调控机制的研究较少。本研究以泌乳中期荷斯坦奶牛为研究对象，通过注射多潘立酮、雌激素、生长激素和喹高利特四种激素及改变挤奶频率、乳汁积滞的方法，采用放射免疫技术法、酶标免疫吸附试验法、实时荧光定量PCR(Quantitative Real Time PCR，qRT-PCR)和Western blotting技术手段，检测奶牛产奶量、乳汁成分和泌乳相关激素分泌及基因表达的变化，研究奶牛体内催乳素的变化及其与泌乳相关信号通路的关系，揭示奶牛泌乳及维持泌乳的机制，为提高奶牛泌乳性能，保证奶牛的健康，提高奶牛的产奶量和牛奶质量奠定理论基础。其结果如下:
　　研究多潘立酮联合不同挤奶频率对产奶量、乳汁成分和泌乳相关激素及基因的影响，结果表明，挤奶频率为1次/天时奶牛产奶量显著下降(P＜0.05)，而在挤奶频率为3次/天时，乳脂率(P＜0.05)和乳蛋白(P＜0.05)的含量显著降低。注射多潘立酮(300 mg/10mL)后对奶牛产奶量无显著影响(P＞0.10)，但可导致血清中催乳素(PRL)含量极显著升高(P＜0.01)，而挤奶频率为1次/天时，乳汁中PRL含量极显著高于挤奶频率为3次/天(P＜0.01)。与挤奶频率为3次/天的奶牛相比，挤奶频率为1次/天的奶牛乳脂中催乳素受体基因PRLRL(P＜0.05)和PRLRS(P＜0.05)、乳蛋白关键基因CSN2(P＜0.05) mRNA表达量均显著降低。
　　当注射17β-雌二醇(2.5 mg/d)时，与对照组相比，奶牛产奶量极显著降低(P＜0.01)，乳汁中乳脂率呈升高的趋势(P=0.08)，乳蛋白和乳糖的含量极显著升高(P＜0.01)，血清中PRL的含量显著升高(P＜0.05)，乳汁中PRL的含量具有升高的趋势(P=0.10)。同时，处理组血浆中的IGF-1浓度极显著升高(P＜0.01)。血清中Cortisol浓度具有升高的趋势(P=0.07)。与对照组相比，雌激素注射组乳腺组织中Bcl-2基因的表达量显著下降(P＜0.05)，BAX/Bcl-2比率显著升高(P＜0.05);乳脂中PRLRS基因的表达量呈下降趋势(P=0.07)。Western blotting法检测乳腺组织催乳素受体蛋白的表达，与对照组相比，注射雌激素对PRLRL和PRLRS蛋白的表达水平无显著差异(P＞0.10)。
　　生长激素对产奶量具有明显的促进作用(P＜0.01)。乳汁中的乳脂率显著升高(P＜0.05)，乳蛋白质的含量呈降低的趋势(P=0.09)。在注射生长激素(25 mg/d)的第8天，与对照组相比，注射生长激素显著提高基础PRL的含量(P＜0.05)，催乳素释放量之和呈降低的趋势(P=0.08)。而在第14天，生长激素组的基础PRL含量呈降低的趋势(P=0.06)。生长激素注射组血浆中的IGF-1和GH浓度极显著升高(P＜0.01)，而血清中Cortisol浓度无显著差异(P＞0.10)。生长激素可促进乳蛋白相关基因的表达，LALBA和CSN2的mRNA表达显著升高(P＜0.05)，PRLRL mRNA的表达量升高(P＜0.05)。
　　当注射喹高利特(1 mg/d，D1～D14)后，与对照组相比，产奶量极显著下降(P＜0.01)，乳蛋白含量显著升高(P＜0.05)，血清中的PRL含量随着时间的变化极显著降低(P＜0.01)。注射多潘立酮阶段(300 mg/10mL，D15～D35)和试验后阶段(D36～D49)，血清和乳汁中的PRL极显著升高(P＜0.01)，而与对照组相比，血清中PRL含量在注射多潘立酮阶段(P＞0.10)和试验后阶段(P＞0.10)差异不显著。在试验后阶段(D36～D49)，注射喹高利特组奶牛的产奶量显著升高(P＜0.05)，乳脂产量极显著升高(P＜0.01)，乳蛋白的产量(P=0.09)以及乳糖的产量(P=0.06)均呈升高的趋势。喹高利特注射组的能量校正乳(ECM)显著升高(P＜0.05)。注射喹高利特后，与对照组相比，注射组乳脂中Bcl-2基因的表达量显著下降(P＜0.05)，BAX/Bcl-2比率显著升高(P＜0.05);乳脂中PRLRS基因的表达量显著下降(P＜0.05)，其他泌乳相关基因的表达含量无显著差异(P＞0.10)。
　　乳汁积滞24 h后，乳脂率极显著升高(P＜0.01)。在乳汁积滞的试验后期(48 h～60 h)，乳脂率(P＜0.05)和乳蛋白(P＜0.05)仍显著升高，乳糖的含量显著下降(P＜0.05)。乳汁积滞对乳汁中催乳素的含量无显著差异(P＞0.10)。与对照组相比，在第48 h到60 h乳汁积滞一侧的乳腺乳汁中催乳素含量呈上升趋势(P=0.10)。与对照组相比，CSN2的mRNA表达量显著升高(P＜0.05)，PRLRL mRNA的表达量显著上调(P＜0.05)，而LALBA的mRNA表达量显著下降(P＜0.05)。
　　通过试验结果，得出以下结论:
　　1)注射多潘立酮可显著提升血清催乳素含量，进而提高产奶量;注射多潘立酮联合不同挤奶频率，使乳脂中催乳素受体表达量上升，进而增强乳腺泌乳反应，提高奶牛产奶量和乳脂率。
　　2)注射雌激素后，乳脂中催乳素受体表达量下降，进而导致奶牛奶产量下降。
　　3)注射生长激素可提高奶牛产奶量，并促进催乳素受体、CSN2和LALBA基因的表达。
　　4)注射喹高利特能降低血清中催乳素含量，并使催乳素受体的表达量下降，降低乳腺
　　对催乳素受体的敏感性，导致产奶量下降。而先后注射喹高利特和多潘立酮，对产奶量和乳品质无影响。
　　5)适当延长乳汁积滞时间可提高乳汁的乳脂率。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 奶牛泌乳周期的概况

1．1．1 乳腺发育及泌乳形成的概述

1．1．2 内分泌系统对泌乳周期的影响

1．1．3 奶牛泌乳周期的调控机制

1．2 激素对奶牛泌乳周期的调节

1．2．1 催乳素

1．2．2 雌激素

1．2．3 生长激素

1．3 其他因素对奶牛泌乳周期的调节作用

1．3．1 挤奶频率

1．3．2 限制饲喂

1．3．3 乳汁积滞

1．3．4 光照

1．4 奶牛泌乳周期的信号通路调控机制

1．4．1 催乳素相关信号通路及其在泌乳过程中的作用

1．4．2 JAK2／STAT5信号转导途径及其对泌乳周期调控的影响

1．5 本研究的目的和意义

2 材料与方法

2．1 试验材料

2．1．1 试验动物

2．1．2 试验试剂

2．1．3 试验仪器

2．2 试验方法

2．2．1 注射多潘立酮联合不同挤奶频率对泌乳性能、泌乳相关激素分泌及基因表达的影响

2．2．2 注射雌激素对泌乳性能、泌乳相关激素分泌及基因表达的影响

2．2．3 注射生长激素对泌乳性能、泌乳相关激素分泌及基因表达的影响

2．2．4 注射喹高利特和多潘立酮对泌乳性能、泌乳相关激素分泌及基因表达的影响

2．2．5 乳汁积滞对泌乳性能、泌乳相关激素分泌及基因表达的影响

2．2．6 数据统计分析方法

3 结果与分析

3．1．1 注射多潘立酮联合不同挤奶频率对产奶量和乳汁成分的影响

3．1．2 注射多潘立酮联合不同挤奶频率对催乳素分泌的影响

3．1．3 注射多潘立酮联合不同挤奶频率对泌乳相关基因的影响

3．2 注射雌激素对泌乳性能、泌乳相关激素分泌及基因表达的影响

3．2．1 注射雌激素对产奶量和乳汁成分的影响

3．2．2 注射雌激素对泌乳相关激素分泌的影响

3．2．3 注射雌激素对奶牛泌乳相关基因表达的影响

3．3 注射生长激素对泌乳性能、泌乳相关激素分泌及基因表达的影响

3．3．1 注射生长激素对产奶量和乳汁成分的影响

3．3．2 注射生长激素对泌乳相关激素分泌的影响

3．3．3 注射生长激素对奶牛泌乳相关基因表达的影响

3．4．1 注射喹高利特联合多潘立酮对产奶量和乳汁成分的影响

3．4．2 注射喹高利特联合多潘立酮对催乳素分泌的影响

3．4．3 注射喹高利特联合多潘立酮对泌乳相关基因表达的影响

3．5 乳汁积滞对泌乳性能、泌乳相关激素分泌及基因表达的影响

3．5．1 乳汁积滞对奶牛产奶量和乳汁成分的影响

3．5．2 乳汁积滞对乳汁中催乳素分泌的影响

3．5．3 乳汁积滞对奶牛泌乳相关基因表达的影响

4 讨论

4．1 外源性激素对奶牛产奶量及乳汁成分的影响

4．1．1 多潘立酮和不同挤奶频率对奶牛产奶量及乳汁成分的影晌

4．1．2 雌激素对奶牛产奶量及乳汁成分的影响

4．1．3 生长激素对奶牛产奶量及乳汁成分的影响

4．1．4 喹高利特对奶牛产奶量及乳汁成分的影响

4．2 外源性激素与催乳素互作关系分析

4．2．1 多潘立酮对催乳素及泌乳相关激素的影响

4．2．2 雌激素对催乳素及泌乳相关激素的影响

4．2．3 牛生长激素对催乳素及泌乳相关激素的影响

4．2．4 喹高利特对催乳素及泌乳相关激素的影响

4．3 乳汁积滞对奶牛泌乳调控的影响

4．3．1 乳汁积滞对奶牛产奶量的影响

4．3．2 乳汁积滞对催乳素及泌乳相关激素的影响

4．4 外源性激素对泌乳调控信号通路的影响

4．4．1 多潘立酮和不同挤奶频率对奶牛泌乳相关基因表达的调节作用

4．4．2 雌激素对奶牛泌乳相关基因表达的影响

4．4．3 注射生长激素对奶牛泌乳相关基因表达的影响

4．4．4 喹高利特对奶牛泌乳相关基因表达的影响

5 结论

致谢

参考文献

附录

攻读博士学位期间发表的学术论文