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本研究旨在研究我国高精料饲养条件下,乳蛋白合成前体物氨基酸的生成与利用规律及分子基础,阐明其对乳蛋白合成的影响机制,研究包括以下三个方面的主要内容：1高精料日粮饲喂对泌乳奶牛乳蛋白前体物氨基酸代谢流向及乳蛋白的影响试验选用泌乳期奶牛10头,随机分为2组,分别饲喂精粗比4：6(低精料组)和6：4(高精料组)日粮,为期23周。进行如下试验：1)乳产量和乳成分含量测定；2)瘤胃液pH测定；3)血液相关生化指标、游离氨基酸及瘤胃异常产物LPS等含量的测定。结果：1)饲喂初期产奶量无变化,从第5周开始高精料饲喂可增加乳的产量。至第14周乳产量出现降低,直至实验结束。2)饲喂前期,高精料组奶牛乳中乳蛋白、乳脂肪等含量高于低精料组,至20周显著降低(P<0.05)。乳中乳糖、总固体物质、脱乳干物质和乳尿素氮的含量均无显著差异(P>0.05)。3)试验第4周,通过瘤胃瘘测定瘤胃pH。两组奶牛pH低于5.8均持续超过3小时,均有SARA存在,高精料组持续时间更长。4)与低精料组相比,高精料组奶牛颈静脉血中Asp、Ala、Tyr、Thr、Val、Trp和Ile钓含量高于低精料组。总游离氨基酸含量降低,其中Arg的含量显著降低(P<0.05)。同时血液中LPS含量增加；血中谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)和肌酐含量(P<0.05)增加或显著增加(P<0.01)。结果提示：高精料饲喂泌乳奶牛,短期内乳的产量、乳蛋白和乳脂肪的含量均有增加。长期饲喂,乳蛋白及乳脂肪均明显降低；同时,奶牛瘤胃发酵异常,处于SARA状态,异常代谢产物LPS等释放增多,血中总游离氨基酸含量降低。结论：高精料长期饲喂对乳品质、瘤胃及机体健康都是不利的,其详细机制有待进一步研究。2高精料日粮饲喂泌乳奶牛乳蛋白前体物氨基酸在肝脏中的代谢变化与乳蛋白下降的研究研究包括2个系列系列一高精料饲喂泌乳奶牛肝脏中氨基酸分配与重分配变化试验选用泌乳奶牛10头,随机分为2组,分别饲喂精粗比4：6(低精料组)和6：4(高精料组)日粮,为期23周。活体穿刺采集肝脏,观察肝脏组织学变化。肝脏插管采集肝静脉和门静脉血,测定进出肝脏血液中氨基酸代谢相关生化指标及游离氨基酸含量。结果：1)高精料组奶牛肝脏组织可见中央静脉轮廓模糊,肝索排列不正常,肝细胞边缘不清,肝脏处于损伤状态；2)高精料组奶牛肝门静脉(入肝血)中游离氨基酸含量均高于肝静脉(出肝血)中,即氨基酸在肝中消耗多于低精料组,以Ser、Gln、Gly、Val,Ile,Lys,Arg显著或极显著高于低精料组(P<0.05 & P<0.01)；3)与低精料组相比,高精料组奶牛进出肝脏血液中总蛋白(TP)、球蛋白(Glb)和葡萄糖(Glu)含量均表现进少出多,白蛋白(Alb),尿素氮含量无明显变化；进肝血中肌酐的含量显著高于低精料组(P<0.05),且大于出肝血。结果提示：高精料长期饲喂,泌乳奶牛肝脏组织受损,进入肝脏游离氨基酸多于出肝血,肝脏中总蛋白、球蛋白、葡萄糖和肌酐的合成增加,氨基酸在肝脏内被过多消耗。肝脏中氨基酸发生了分配和重分配变化,导致乳蛋白合成前体物氨基酸的供应量减少,可能是高精料长期饲喂致乳蛋白下降的原因之一。系列二高精料饲喂泌乳奶牛肝脏的比较蛋白组学研究上一系列研究结果提示高精料饲喂乳蛋白下降与肝脏中过多消耗了其主要的前体物氨基酸有关。那么氨基酸在肝脏中发生了怎样的变化?本系列研究我们采用肝脏蛋白组学技术,通过比较分析,进一步揭示其可能机制。实验通过2D-PAGE分离获得差异蛋白点,结合MALDI-TOF-MS质谱鉴定。结果肝脏双向电泳分离得到56个表达丰度大于2.0或小于0.5的差异蛋白点(P<0.05),成功鉴定了40个差异表达的蛋白。对其进行功能分类主要涉及了机体进程或代谢过程,包括蛋白质合成、蛋白质折叠和组装、碳水化合物代谢、氨基酸和氮代谢等。对筛选出的以及成功鉴定的差异表达蛋白进行理论蛋白互作分析得到以丙酮酸羧化酶为核心的蛋白代谢互作网络,其中氨基酸和氮代谢、脂代谢和碳水化合物代谢显著关联。验证结果显示,与低精料组相比,高精料饲喂显著上调了肝脏中天冬氨酸转氨酶(2.768+0.07 vs.1.001+0.04)、胍基乙酸甲基转移酶(3.289+0.11vs.1.002±0.05)和甘油醛-3-磷酸脱氢酶(3.667±0.11 vs.1.027±±0.17)基因的mRNA表达水平(P<0.05)。提示：高精料饲喂泌乳奶牛肝脏的主要物质代谢及防御机制发生了变化,肝脏中糖、脂肪和氨基酸分解代谢受阻,肌酸和蛋白质(球蛋白和应急蛋白)合成代谢加强,抗氧化应激过程激活等导致了肝脏氨基酸被过多消耗。3高精料日粮饲喂泌乳奶牛乳腺乳蛋白前体物氨基酸利用与乳蛋白下降研究试验选用泌乳期奶牛10头,随机分为2组,分别饲喂精粗比4：6(低精料组)和6：4(高精料组)日粮,为期23周。进行如下试验：1)组织学观察高精料长期饲喂泌乳奶牛乳腺的形态变化；2)乳静脉血液氨基酸含量和乳中体细胞数量的测定；3),活体穿刺采集乳腺,荧光定量PCR检测乳腺组织中SLC7A8、 SLC7A10、SLC16A10、SLC1A3、SLC7A7、SLC7A6和SLC6A15氨基酸转运载体基因的mRNA表达水平。结果：1)与低精料组相比,高精料组奶牛乳腺组织腺泡中出现较多的嗜中性粒细胞,腺泡结构部分被破坏,腺泡壁结构模糊。2)与低精料组相比,奶牛乳静脉血中Asn、Gly、Tyr、Arg和Lys的含量显著降低(P<0.05)。总游离氨基酸和生糖氨基酸含量均低于低精料组。乳中体细胞增加,超过25万cell/mL.3)乳腺组织中氨基酸转运载体SLC16A10、SLC1A3和SLC7A10基因的mRNA表达水平显著降低(P<0.05),SLC6A15、SLC7A7和SLC7A6基因的mRNA表达水平显著升高(P<0.05)。结果提示：高精料饲喂泌乳期奶牛,乳中体细胞显著增加,乳腺腺泡结构受到破坏,诱发隐性乳房炎,乳腺对氨基酸的有效利用发生改变,相应的氨基酸转运载体表达下调,进入乳腺的氨基酸,特别是BCAA较少的参与了乳蛋白的合成,可能优先参与了乳腺非健康情况下其他的功能活动,乳蛋白合成减少,乳蛋白含量下降。综上总述,高精料日粮条件下,瘤胃代谢异常,导致肝脏代谢与功能变化,进一步影响奶牛健康与乳腺功能,改变了乳蛋白前体物氨基酸的代谢转化和摄取利用,影响了乳蛋白合成,致乳蛋白降低。