日粮添加过瘤胃甜菜碱和蛋氨酸对奶牛生产性能的影响及机制研究

摘要

本文就日粮中添加过瘤胃甜菜碱和蛋氨酸对奶牛生产性能的影响及作用机制进行了研究。首先开展了添加甜菜碱与蛋氨酸对奶牛泌乳性能的影响（试验一），并利用代谢组学技术解析甜菜碱和蛋氨酸对奶牛生产性能的影响机制（试验二），最终得出甜菜碱与蛋氨酸对奶牛生产性能的影响及其机制，为实际生产中甜菜碱及蛋氨酸在奶牛上的应用提供数据及理论参考。
　　试验一 添加过瘤胃甜菜碱与蛋氨酸对奶牛泌乳性能的影响
　　试验选取48头经产荷斯坦奶牛，按照产奶量及泌乳天数随机分为4组，每组12头。各组均饲喂同一全混合日粮(TMR)。试验Ⅰ组(M)每头牛添加过瘤胃蛋氨酸（RPM）15g/d;试验Ⅱ组(B)每头牛添加过瘤胃甜菜碱（RPB）20g/d;试验Ⅲ组(B*M)每头牛添加RPB20g/d和RPM15g/d。预饲期7天，试验期56天。试验每周测定采食量、奶产量，第1、4、8周尾静脉采血用于分析生理生化指标，饲料样每周采集一次。结果显示:1）各组间采食量无差异(P＞0.05);2)单独添加RPM显著提高了产奶量、乳蛋白率及血浆中胆碱酯酶和葡萄糖含量(P＜0.05)，显著降低了血浆中非酯化脂肪酸含量(P＜0.05);3)与对照组相比，单独添加RPB，产奶量、乳脂率、血浆中总抗氧化能力、胆碱酯酶和葡萄糖含量显著提高(P＜0.05)。牛奶中体细胞数，血浆中非酯化脂肪酸、甘油三酯、血尿素氮含量显著降低(P＜0.05);4)同时添加RPB和RPM可显著提高产奶量(P＜0.05);乳蛋白率较对照组提高0.16％，但无显著差异(P＞0.05);血浆中葡萄糖含量显著提高(P＜0.05)，甘油三酯含量显著降低(P＜0.05);5)通过对经济效益进行分析，每天每头添加15克RPM可增加效益10.38元，每头每天添加20克RPB可增加效益10.75元。以上结果提示，日粮中添加20g/d RPB及15g/d RPM均可显著改善奶牛泌乳性能及健康状况，但在改善奶牛机体健康状况方面，直接补充RPB效果优于RPM，且同时添加RPB和RPM并未见显著协同作用。但具体影响机制仍需进一步研究。
　　试验二 利用代谢组学解析甜菜碱和蛋氨酸对奶牛生产性能的影响机制
　　试验通过GC-TOF/MS技术平台检测三组(C、M、B)奶牛血浆代谢产物，共检测出347个变量。采用OPLS-DA模型第一主成分的VIP(Variable Importance in the Projection)值（阈值＞1），并结合student t检验(t-test)的p值(p＜0.2)寻找差异表达代谢物。将M、B与C相比，差异性代谢物分别为17个、11个，其中升高的代谢物主要为3-氰基-L-丙氨酸、瓜氨酸、D-2，6-二磷酸果糖、D-塔格糖、D色氨酸等，降低的代谢物主要为L-广乳酸、N-乙酰基-β-丙氨酸、4-羟基脯氨酸、纤维二糖等;B组与M组相比，差异代谢物为14个，其中增高的为3-氰基-L-丙氨酸、瓜氨酸、D-2，6-二磷酸果糖、羟胺、柠檬酸等，其中降低的为纤维二糖、酵母甾醇、6-磷酸-葡萄糖等。分析发现RPB与RPM通过改善机体氨基酸、脂肪及能量代谢改善奶牛泌乳性能，结果为今后甜菜碱与蛋氨酸在奶牛上的进一步应用与研究提供了理论依据。
　　综上所述，日粮中每天添加20克RPB和15克RPM可显著改善奶牛泌乳性能，代谢组学分析发现RPB通过影响奶牛氨基酸、脂肪及能量代谢改善生产性能，较直接补充RPM效果更佳。综合分析认为，在奶牛生产中直接补充RPB较RPM可获得更高的生产和经济效益。

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主要缩略语一览表

摘要

第一章 文献综述

第一节 甜菜碱对奶牛生产性能的影响

1 甜菜碱的特性及在动物体内的代谢

2 甜菜碱的主要生理功能

3 甜菜碱在奶牛上的应用

4 甜菜碱应用中存在的问题及解决方案

5 小结

第二节 代谢组学在奶牛研究中的应用进展

1 代谢组学研究流程

2 代谢组学在动物营养中的应用

3 小结

第三节 本研究的目的、意义及内容

1 研究目的及意义

2 研究内容

第二章 添加甜菜碱与蛋氨酸对奶牛泌乳性能的影响

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

4 小结

第三章 利用代谢组学解析甜菜碱与蛋氨酸对奶牛血浆代谢物的影响机制

1 材料与方法

2 结果

3 讨论

小结

第四章 结论、创新点和后续研究展望

1 结论

2 创新点

3 后续研究展望

参考文献

作者简介