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热应激不仅会降低奶牛的生产性能、繁殖能力及乳品质等,还会危害奶牛机体健康,极大制约奶牛产业发展。如何降低热应激对奶牛的负面影响是一项重大课题,而阐明热应激对奶牛影响的机制是关键。目前热应激的具体机制还有待阐明,因为造成热应激的因素众多以及奶牛生理阶段的复杂性,使热应激机制更加复杂。所以对于热应激的研究需要更深层次及更多元的角度来系统探究。研究发现micro RNAs(mi RNAs)在热应激中对动物细胞增殖、分化、凋亡和抗氧化应激、器官损伤、生长及繁殖性能、机体免疫等方面都起重要调控作用。本文研究了武汉地区中国荷斯坦奶牛在热应激(HS)和非热应激(NHS)状态下,其生理指标、血液生化指标、维持行为及外周血中的mi RNAs的表达谱变化情况;旨在从奶牛的宏观表现(生理与行为指标)与微观调控(生化指标mi RNAs)的系统上探究热应激对奶牛的影响。为荷斯坦奶牛热应激机制的研究提供基础数据和参考,对奶牛热应激时期管理与耐热品种的选育具有重要现实意义。本试验分春(NHS)、夏(HS)两个阶段。共选取16头体况良好、体重相近、1~3胎次且相同饲养管理的泌乳中期的荷斯坦奶牛作为研究对象,随机分两组,并采集外周血为试验材料。同时分别测定试验奶牛在春季、夏季的生理指标,血液生化指标及维持行为(n=15),对外周血中的mi RNAs进行高通量测序,探究差异mi RNAs在奶牛热应激中的调控作用。主要研究结果如下:(1)热应激状态下,奶牛呼吸频率(RR)和直肠温度(RT)极显著升高(P<0.01),并与温湿指数(THI)呈现极显著正相关(r=0.944,r=0.962)。RR和RT无论是测定的四个时间段还是日平均,热应激组均极显著高于非应激组(P<0.01)。HS和NHS的日平均RR和日平均RT分别为78次/分钟、49次/分钟和39.5℃、38.7℃。表明奶牛在热应激状态下的RR和RT显著上升。(2)热应激状态下,血常规测定显示的白细胞数量和淋巴细胞数显著低于NHS组(P<0.05);血浆中的促炎因子IL-2、IL-6及TNF-α含量均显著升高(P<0.05),并与THI呈显著正相关(r=0.385,r=0.432,r=0.423);抗氧化酶GSH-Px、SOD含量显著降低(P<0.05),氧化终产物MDA含量显著升高(P<0.05),SOD浓度与THI呈显著负相关(r=0.406),MDA含量与THI呈显著正相关(r=0.381)。表明奶牛免疫功能及抗氧化能力在在热应激状态下显著降低。(3)奶牛维持行为测定结果显示:和NHS组奶牛相比,HS组奶牛躺卧时间、采食时间均显著降低(P<0.05),反刍时间极显著降低(P<0.01);站立时间、饮水次数、排粪次数皆显著多于非热应激奶牛(P<0.05),而排尿次数极显著高于非热应激奶牛(P<0.01)。表明热应激状态显著影响奶牛的维持行为。(4)奶牛外周血进行miRNAs高通量测序后,从NHS组和HS组共鉴定出629个mi RNAs,其中363个是已知的,266个是新预测的;对NHS组和HS组进行差异表达mi RNAs的筛选,筛选到96个差异表达mi RNAs,其中39个表达上调,57个表达下调;HS和NHS共表达mi RNAs有211个,HS组特异表达93个,NHS组特异表达48个;96个差异mi RNAs共预测到靶基因13836个,通过对这些靶基因进行GO富集分析和KEGG功能注释,结果发现这些差异mi RNAs的靶基因主要参与了免疫、代谢、信号传导及内分泌等过程。综上结果,泌乳奶牛在热应激下的生理指标、血液免疫及抗氧化指标、维持行为都发生了显著变化,免疫功能及抗氧化能力显著降低。奶牛外周血mi RNAs的表达谱研究所发现的差异表达mi RNAs可能参与了热应激下奶牛的免疫、代谢、信号传导及内分泌等过程。