粗饲料来源和能量供应对奶牛乳蛋白合成调控的影响

摘要

苜蓿作为一种优质的粗饲料来源，可提供充足的蛋白质和较为理想的氨基酸组成，是现代奶牛养殖中重要的饲料组成部分。近年来随着中国奶业的快速发展，奶牛的养殖水平有了较大的提高，优质粗饲料的缺乏和日趋增加的奶牛养殖需求间的矛盾越来越明显，严重制约我国奶业的快速发展。截止到2013年，我国苜蓿总进口量接近80万吨，即将成为世界上最大的苜蓿进口国。于此同时，我国每年生产2.21亿吨玉米秸秆，绝大部分并未被有效利用，造成了资源的巨大浪费。与苜蓿相比，玉米秸秆蛋白质、可消化的碳水化合物以及能量均较低，不能满足奶牛的泌乳需求，因此，如何合理利用玉米秸秆是目前需要解决的一个重要问题。本文主要包括两大部分:试验一通过研究苜蓿和秸秆为不同粗饲料来源对奶牛泌乳性能及乳蛋白合成的影响，分析秸秆型日粮利用率低的原因及其降低乳蛋白合成的营养学机制和氨基酸限制性作用;试验二在试验一研究基础上，以玉米秸秆为主要粗饲料来源，通过调整日粮能量水平和来源，验证其对奶牛泌乳性能和乳蛋白合成的影响。
　　(1)不同粗饲料来源对奶牛泌乳性能、乳蛋白合成和氨基酸代谢的影响
　　为比较苜蓿干草和玉米秸秆为主要粗饲料来源对奶牛生产性能、消化代谢、微生物蛋白合成及氨基酸代谢的影响，研究选取32头初产荷斯坦奶牛，根据产奶量和泌乳天数随机分为两组，每组16头，饲喂两组不同的日粮。MF组含有17.30％的苜蓿和18.77％的玉米青贮，CS组含有36.07％的玉米秸秆，两组精粗比均为36∶64，精料组成一致。试验共进行15周，前2周为适应期，后13周正试期。结果发现:与CS组相比，MF组干物质采食量每天提高了4kg; OM、CP、NDF、ADF和EE的采食量和消化率也显著提高;生产性能方面:MF组乳产量、乳蛋白率和乳蛋白产量增加显著，但两组乳脂合成并未出现显著性差异;另外，饲喂MF日粮显著提高了奶牛微生物蛋白(MCP)合成量和代谢蛋白(MP)的供给，同时提高了N的利用效率。试验结果表明:奶牛饲喂玉米秸秆代替苜蓿时，MCP合成量的降低直接导致乳蛋白产量的降低。
　　对氨基酸进行分析可知，CS日粮中氨基酸组成不平衡，且日采食量低，导致供给乳腺的动脉血中氨基酸绝对含量远低于MF组;同时CS组血流量小，因此供给乳腺的氨基酸总量不能满足奶牛的泌乳需求，加上CS和MF组乳腺氨基酸摄取转化率方面并无太大差异，因此CS组乳蛋白合成量低于MF组。
　　在试验一基础上，继续对两组日粮限制性氨基酸次序进行了研宄，以各组乳中EAA组成为理想氨基酸模型，采用乳蛋白评分的方法进行氨基酸限制性次序评定，并绘制两组限制性木图理论图。结果表明:MF组氨基酸氨基酸次序为:Met(64.9)，Phe(73.82)，His(75.82)，Val(92.90)，Ile(96.41)，以乳腺日摄取EAA限制性次序为准;CS组氨基酸氨基酸次序为:Met(55.47)， Lys(76.75)， Leu(77.27)，Ile(82.62)，Val(95.40)，以日粮中限制性氨基酸次序为准。
　　(2)能量供应对奶牛泌乳性能、微生物蛋白合成、瘤胃功能菌群及瘤胃上皮组织结构形态的影响
　　试验二研究了以玉米秸秆为主要粗饲料来源时，日粮中不同能量来源和水平对奶牛泌乳性能、微生物蛋白合成、瘤胃功能菌群及瘤胃上皮组织结构形态的影响。试验选用8头荷斯坦头胎奶牛作为试验动物，4头奶牛安装永久瘤胃瘘管，试验采用4×4拉丁方设计。每期试验21d，适应期14d，采样期7d。采用日粮能量水平和来源两因素交叉试验设计，共获得4种日粮:低能普通玉米组(LE/GC);低能蒸汽压片玉米组(LE/SFC);高能普通玉米组(HE/GC);高能蒸汽压片玉米组(HE/SFC)。其中高能组玉米青贮替代部分玉米秸秆，并增加EB100含量获得;试验结果发现:高能日粮组显著提高乳产量、乳蛋白率，乳蛋白产量及乳糖产量，但对乳脂率并无影响;同时饲喂高能组日粮提高了奶牛的干物质采食量、营养成分消化率及MCP的合成量。低能量水平条件下，饲喂蒸汽压片玉米可以提高MCP合成量、乳蛋白产量及乳产量，但对高能量组并无作用。结果表明:增加能量水平或改变能量来源均对乳蛋白合成有一定的提高作用，这可能与提高了MCP的合成量有直接的关系。
　　此外，对奶牛瘤胃内功能菌群和上皮细胞的组织形态学结构分析可知:以玉米秸秆为主要粗饲料来源时，提高日粮能量水平能够提高部分纤维降解菌、蛋白降解菌和淀粉降解菌的含量，提高瘤胃上皮组织角层质的厚度，同时降低了棘细胞层厚度。不同能量来源日粮对瘤胃微生物菌群和瘤胃上皮细胞的组织结构并无明显的改变，但低能量水平时，利用蒸汽压片玉米替换普通玉米降低了瘤胃内总普雷沃氏菌、短普雷沃氏菌、黄色瘤胃球菌和脂解厌氧弧菌的含量，提高了反刍兽新月形单胞菌和白色瘤胃球菌的含量。
　　综上所述，与优质牧草-苜蓿相比，玉米秸秆营养成分含量较低，特别是可发酵的碳水化合物含量过低，导致能量供应不足和微生物蛋白产量降低，降低奶牛合成乳蛋白的能力;此外，玉米秸秆-豆粕型日粮本身氨基酸组成不够均衡，赖氨酸、蛋氨酸及支链氨基酸均为限制性氨基酸，进一步降低了乳腺利用氨基酸生成乳蛋白的合成效率。针对玉米秸秆型日粮能量供应不足的缺陷，通过增加日粮中能量水平可以有效地提高乳蛋白的生产，但利用蒸汽压片玉米替换普通玉米，提高能量载体物质（主要指淀粉）供应方式，仅在日粮能量水平较低时对乳蛋白合成有显著的改善效果，日粮能量水平较高时，作用不明显。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 我国奶牛养殖发展现状、对策及方向

1．1．1 我国奶牛养殖现状

1．1．2 我国奶牛养殖目前存在的问题

1．1．3 我国奶牛养殖未来发展方向和对策

1．2 乳蛋白合成与调控

1．2．1 乳蛋白组成与生理功能

1．2．2 乳蛋白合成途径

1．2．3 影响乳蛋白合成的因素

1．3 氨基酸调控乳蛋白合成及其机制

1．3．1 氨基酸供应

1．3．2 乳腺氨基酸代谢

1．3．3 氨基酸的信号传导作用

1．4 研究的目的和意义

2 材料与方法

2．1 不同粗饲料来源日粮对奶牛乳蛋白合成调控的影响

2．1．1 试验动物及饲养管理

2．1．2 试验日粮及设计

2．1．3 样品采集及分析

2．1．4 数据分析和统计

2．2 不同能量水平和来源日粮对奶牛乳蛋白合成调控的影响

2．2．1 试验动物及饲养管理

2．2．2 试验日粮及设计

2．2．3 样品采集及分析

2．2．4 数据分析和统计

3 结果与分析

3．1 不同粗饲料来源日粮对奶牛乳蛋白合成调控的影响

3．1．1 不同粗饲料来源日粮对奶牛生产性能及代谢蛋白合成的影响

3．1．2 不同粗饲料来源日粮对奶牛氨基酸代谢的影响

3．1．3 不同粗饲料来源日粮必需氨基酸限制性次序评定

3．1．4 不同粗饲料来源日粮CPM软件预测及分析

3．2 不同能量水平和来源日粮对奶牛乳蛋白合成调控的影响

3．2．1 不同能量水平和来源日粮对奶牛生产性能及代谢蛋白的影响

3．2．2 不同能量水平和来源日粮对奶牛微生物菌落组成及瘤胃壁乳头组织形态学的影响

4 讨论

4．1 不同粗饲料来源日粮对奶牛乳蛋白合成调控的影响

4．1．1 不同粗饲料来源日粮对奶牛生产性能及代谢蛋白合成的影响

4．1．2 不同粗饲料来源日粮对奶牛氨基酸代谢的影响

4．1．3 不同粗饲料来源日粮必需氨基酸限制性次序评定

4．1．4 不同粗饲料来源日粮CPM软件预测及分析

4．2 不同能量水平和来源日粮对奶牛乳蛋白合成调控的影响

4．2．1 不同能量水平和来源日粮对奶牛生产性能及代谢蛋白的影响

4．2．2 不同能量水平和来源日粮对奶牛微生物菌落组成及瘤胃壁乳头组织形态学的影响

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