日糧中性洗滌纖維和淀粉比例調控奶牛乳成分合成與瘤胃代謝機制研究.pdf

1、碳水化合物是奶牛日糧的重要組成部分，占奶牛日糧干物質含量的60％～70％。作為反芻動物，奶牛日糧碳水化合物主要包括結構性碳水化合和非結構性碳水化合物，從化學成分劃分，中性洗滌纖維(NDF)和淀粉(starch)是結構性和非結構性碳水化合物的主要組成部分。因此，本研究旨在探究日糧NDF:starch比例作為評價日糧碳水化合物組成的綜合評價指標的可行性，研究日糧NDF:starch比例對奶牛生產性能、乳成分合成以及瘤胃代謝的影響，并研究其作

2、用的營養(yǎng)學機制，為奶牛生產中碳水化合物科學、合理和高效利用提供科學依據。本論文主要從以下幾部分進行相關研究:
　　1、本部分采用Meta分析方法研究日糧NDF:starch比例、NDF和starch含量與奶牛生產性能和乳成分合成的關系。試驗整理了26篇有關奶牛碳水化合物營養(yǎng)的研究，共計115個試驗處理，運用Meta分析方法研究日糧NDF、starch以及NDF:starch比例與奶牛產奶量和乳成分的相關性，并進行相應的回歸分析。M

3、eta分析結果發(fā)現:與日糧NDF和starch含量相比，日糧中NDF:starch比例與奶牛的干物質采食量(r=-0.799，P＜0.01)、產奶量（r=-0.730，P＜0.01）、乳脂率(r=0.664，P＜0.01)和乳蛋白率（r=-0.788，P＜0.01）的相關性最強;日糧NDF:starch比例與奶牛的干物質采食量、產奶量、乳脂率、乳蛋白率、乳蛋白和乳糖產量存在明顯的回歸關系(P＜0.01)。Meta分析結果表明，NDF:s

4、tarch比例能夠作為反映奶牛日糧碳水化合物組成的綜合營養(yǎng)評價指標，用于指導奶牛的生產和調控乳成分的合成。
　　2、本部分研究了日糧NDF:starch比例對奶牛產奶量和乳成分合成的影響。試驗選用8頭荷斯坦頭胎奶牛作為試驗動物，4頭奶牛安裝永久瘤胃瘺管，試驗采用4×4拉丁方設計。每期試驗21d，適應期14d，采樣期7d。采用日糧中性洗滌纖維與淀粉比例(NDF:starch)表示日糧碳水化合物組成，通過改變日糧中燕麥草、玉米青貯以及

5、玉米的比例設計4種不同碳水化合物組成日糧:日糧1(NDF:starch=0.86)、日糧2(NDF:starch=1.18)、日糧3(NDF:starch=1.63)和日糧4(NDF:starch=2.34)。試驗結果發(fā)現:隨著日糧NDF:starch比例的增加，奶牛產奶量、乳蛋白含量和產量以及乳糖含量和產量顯著降低，乳脂含量顯著升高，乳脂產量呈先升高后降低的二次曲線變化;日糧干物質、有機物、粗蛋白、中性洗滌纖維以及粗脂肪消化率顯著降低

6、，淀粉的消化率有升高的趨勢;奶牛瘤胃微生物蛋白和可代謝蛋白含量隨著日糧NDF:starch比例的升高而降低;日糧NDF:starch比例能對奶牛血液代謝指標產生影響，隨著日糧NDF:starch比例的升高，血糖水平線性降低，血液中NEFA水平顯著升高。試驗結果表明，日糧的NDF:starch比例能夠對奶牛的產奶量和乳成分合成能力產生顯著影響。
　　3、本部分旨在研究不同NDF:starch比例日糧對奶牛瘤胃內環(huán)境的影響，試驗設計同

7、第二部分，試驗研究了不同NDF:starch比例日糧對瘤胃營養(yǎng)物質降解率、發(fā)酵模式以及微生物區(qū)系的影響。試驗結果發(fā)現:隨著日糧NDF:starch比例的升高，日糧的干物質和中性洗滌纖維瘤胃降解率線性降低，但對粗蛋白的瘤胃降解率無顯著影響;瘤胃pH值隨著日糧NDF:starch比例的升高而增加，日糧1能夠引發(fā)奶牛亞急性瘤胃酸中毒。回歸分析結果發(fā)現，當日糧NDF:starch比例低于1.08時，日糧能夠增加奶牛患亞急性瘤胃酸中毒的風險;日糧

8、NDF:starch比例能夠影響瘤胃的發(fā)酵模式，隨著NDF:starch比例的增加，瘤胃的發(fā)酵模式從丙酸發(fā)酵向乙酸發(fā)酵轉變;隨著日糧NDF:starch比例的增加，瘤胃中的纖維分解菌產琥珀酸絲狀桿菌有增加的趨勢，乳酸利用菌數量顯著降低。結果表明，不同NDF:starch比例日糧能夠引起瘤胃內環(huán)境的改變，以及影響瘤胃健康，日糧NDF:starch比例能夠作為調控瘤胃內環(huán)境的營養(yǎng)指標。
　　4、本部分旨在研究不同NDF:starch比

9、例日糧對奶牛氮利用率的影響。試驗設計同第二部分，試驗研究了日糧粗蛋白采食量、微生物蛋白、可代謝蛋白以及乳蛋白產量之間的相關性，以及氮的轉化利用效率。統(tǒng)計結果發(fā)現:粗蛋白采食量與乳蛋白產量相關性最強，其次為可代謝蛋白和微生物蛋白產量;隨著日糧NDF:starch比例的增加，奶牛氮利用率發(fā)生顯著變化，日糧粗蛋白轉化為乳蛋白的效率呈現二次曲線變化，氮轉化率先升高后降低，當日糧NDF:starch比例為1.71時，奶牛氮素利用效率最高;可代謝蛋

10、白轉化為乳蛋白的效率亦呈現先升高后降低的二次曲線變化趨勢。結果表明，科學合理的日糧碳水化合物組成是奶牛生產中氮素高效利用的營養(yǎng)學基礎。
　　5、本部分旨在研究不同NDF:starch比例日糧對奶牛瘤胃上皮細胞的組織形態(tài)學結構、上皮細胞生長代謝相關基因表達的影響，試驗設計同第二部分，每期試驗采集瘤胃上皮細胞，進行組織形態(tài)學觀察以及測定瘤胃上皮細胞生長和VFA代謝相關基因表達水平。試驗結果表明:隨著日糧NDF:starch比例的增加，

11、瘤胃上皮棘細胞層和基底層細胞厚度增加;隨著日糧NDF:starch比例的增加，NHE4和HMGCS基因表達水平線性降低:日糧NDF:starch比例能夠影響瘤胃上皮細胞生長相關基因的表達，隨著日糧NDF:starch比例的增加，IGFBP5基因表達顯著降低，IGFBP6基因表達顯著升高。結果表明，日糧碳水化合物組成能夠影響瘤胃上皮細胞的組織形態(tài)結構和相關基因的表達水平。
　　綜上所述，NDF和starch作為日糧碳水化合物組成的重