精氨酸（Arg）是奶牛必需氨基酸（EAA）之一,也是功能性氨基酸,参与机体的众多生理功能。给奶牛直接补饲普通Arg会在瘤胃中降解,不仅成本昂贵,而且也易与其它氨基酸产生拮抗作用。N-氨甲酰谷氨酸（NCG）可促进内源性Arg生成,且在瘤胃中相对稳定,作为Arg的增强剂在单胃动物上已有不少研究。但是,关于NCG在奶牛上的应用效果未见系统报道,对其作用机制尚有诸多不明之处。因此,本研究通过在奶牛泌乳的各个阶段添加NCG,检测其对泌乳性能的添加效果;在此基础上,选择添加效果最佳的围产期奶牛,从生理代谢、免疫健康和繁殖性能等角度,全方位探究NCG对奶牛的影响及其相关机制,为NCG或者Arg在奶牛生产上的应用提供基础资料和实践数据,同时为奶牛高效健康养殖提供新的营养策略。1添加NCG对奶牛泌乳性能的影响（Part 1）分别选取围产期（30头）、泌乳早期（30头）、泌乳中期（30头）奶牛进行各泌乳阶段饲养试验,均根据奶牛胎次、体重、体况和生产性能选取奶牛进行分组,采用随机区组试验设计,设对照组和NCG添加组（20g/d）。围产期从产前3周开始至产后3周,泌乳早期从产后4周开始至100天（14周）,泌乳中期试验从产后25周开始至34周。各期测定干物质采食（DMI）和奶产量,分析乳成分;尾静脉采集血液并分离血浆,测定生理生化指标和氨基酸组成。取得以下结果:产前3周开始补饲NCG的奶牛,与对照组奶牛相比DMI（P=0.06）和乳糖含量（P=0.06）有提高趋势,奶产量（P<0.01）高于对照组,对乳蛋白率和乳脂肪率没有显著影响,而牛奶尿素氮含量则显著低于对照组（P<0.01）。添加NCG显著降低血浆中尿素氮（P<0.01）、甘油三酯（P=0.09）、β-羟丁酸（P=0.05）、谷草转氨酶（P=0.03）和谷丙转氨酶（P<0.01）浓度,显著提高血浆葡萄糖（P=0.05）、总胆固醇（P=0.10）、一氧化氮（NO,P<0.01）及其合成酶（NOS,P=0.06）浓度。添加NCG可显著增加流经乳腺的血流量（P=0.04）和AA供给量（P<0.05）。在泌乳早期添加NCG对采食量没有影响;NCG组奶牛奶产量高于对照组（P=0.06,T×W）,牛奶体细胞数显著低于对照组（P<0.01）,其他乳成分没有组间差异。NCG组奶牛血浆中谷丙转氨酶（P=0.06,T×W）含量低于对照组,血浆球蛋白（P=0.04）含量高于对照组,提示添加NCG可能有利于奶牛肝脏功能。NCG组奶牛血浆NO（P=0.08）和NOS（P=0.05）浓度高于对照组。NCG组奶牛血浆Arg（P=0.06）,脯氨酸（P=0.04）,甘氨酸（P=0.08）和丝氨酸（P=0.05）浓度高于对照组,其他AA和AA总量没有组间差异。在泌乳中期添加NCG对奶产量和采食量没有显著影响（P>0.05）,但是显著提高乳脂率（P=0.04）,乳蛋白率（P=0.08）有增加趋势。补饲NCG显著增加奶牛血浆中NO（P<0.01）和总NOS浓度（P<0.01）,显著提高奶牛血液Arg（P<0.01）、谷氨酸（P<0.01）和脯氨酸（P=0.05）浓度。可见,各泌乳时期添加NCG均能提高奶牛体内Arg含量,增加血浆中NO和NOS浓度,但是对奶牛泌乳性能的改善效果存在时期差异,以围产期奶牛添加效果最佳,泌乳早期添加的效果存在延迟效应,而泌乳中期添加效果不明显。因此后续着重探究了 NCG对围产期奶牛健康与繁殖等方面的影响。2添加NCG对奶牛健康的影响（Part 2）利用Part 1的围产期奶牛（30头）,记录试验期间奶牛临床患病头数。每周采集血液测定血细胞数,并在产前3、1周,产犊当天,产后1周和3周尾静脉采集血样检测氧化应激指标和炎症反应指标参数;在产后1周尾静脉采血提取外周中性粒细胞（PMN）,测定相关功能基因表达。产前3周起添加NCG后,产后奶牛的乳房炎发病率与对照组奶牛相比具有降低趋势（P=0.06）。添加NCG降低了奶牛血清淀粉样蛋白A（P=0.04,T×W）浓度,有降低血液IL6（P=0.08,T×W）和肿瘤坏死因子-α（P=0.08,T×W）浓度趋势,表明添加NCG能够缓解奶牛炎症。NCG组奶牛血浆中丙二醛（P=0.05,T×W）和活性氧（P=0.04,T×W）浓度低于对照组,而谷胱甘肽过氧化物酶（P=0.05）和总抗氧化能力（P<0.06）浓度高于对照组,说明NCG能够缓解奶牛的氧化应激程度。通过对PMN的功能基因检测发现,在NCG组奶牛中,S100A9（P=0.05）和MMP9（P=0.10）基因表达丰度低于对照组奶牛,而ITGB2（P=0.08）,XBPP1（P=0.06）和CLEC6A（P=0.03）基因的表达丰度高于对照组奶牛。这些结果提示,NCG可能通过增强奶牛PMN功能缓解奶牛炎症和氧化应激,进而改善奶牛健康,降低乳房炎发病率。3添加NCG对奶牛繁殖性能的影响（Part3）同Part2中围产期30头奶牛和试验设计,记录每组新生犊牛的初生重,并在犊牛出生时及出生24h后从颈静脉取血测定血浆AA组成、血液生理生化参数和健康相关指标;同时在产犊当天测定初乳IgG含量;收集自然脱落的奶牛胎盘（2h内脱落）,测定相关功能基因（AA、葡萄糖、脂肪酸转运载体;血管生成因子;mTOR信号通路基因）mRNA表达丰度。添加NCG显著提高新生犊牛初生重（37.3kg vs.32.2kg;P<0.01）,血浆Arg含量有增加趋势（P=0.07）。两组奶牛初乳中IgG并无显著差异,但是采食初乳24h后,NCG组犊牛血浆中IgG含量显著高于对照组（P=0.04）。添加NCG显著提高奶牛胎盘中葡萄糖转运载体SLC2A3（P<0.01）和血管生成因子NOS3的表达丰度（P<0.01）,激活奶牛胎盘mTOR信号通路。综合母牛与新生犊牛血浆代谢组学结果发现,添加NCG影响母子的主要关键代谢通路有丙氨酸-天门冬氨酸和谷氨酸代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、三羧酸循环和尿素循环。可见,添加NCG可能通过提高胎盘血管生成和葡萄糖转运,从而有利于更多的营养物质输送给胎儿,促进其AA代谢和能量代谢,最终提高犊牛初生重,改善奶牛繁殖性能。综上所述,本研究发现不同泌乳时期添加NCG对泌乳性能的效果以围产期添加最佳,其机理可能是NCG促进Arg和NO的生成,进而增加奶牛AA供给和改善AA代谢;同时,添加NCG可通过增强PMN吞噬杀菌功能,缓解围产期奶牛氧化应激和炎症程度,改善奶牛健康;也可能通过促进胎盘血管生成和葡萄糖转运,激活mTOR信号通路,促进胎儿AA和能量代谢,提高犊牛初生重,改善奶牛的繁殖性能。