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本试验旨在研究饲粮铜水平对中国荷斯坦泌乳牛生产性能、养分表观消化率、血液生化指标、瘤胃细菌区系与肝脏铜代谢相关蛋白及酶类基因表达的影响。选取60头产奶量、泌乳天数与胎次相近的荷斯坦奶牛,按随机分配原则分为4组,以饲料级五水硫酸铜为铜源,分别在基础饲粮基础上添加0、10、15与20 mg/kg铜,试验Ⅰ组(铜水平8.09 mg/kg DM)、试验Ⅱ组(铜水平18.09 mg/kg DM)、试验Ⅲ组(铜水平23.09 mg/kg DM)与试验Ⅳ组(铜水平28.09 mg/kg DM),每组15头,试验期共90天。结果表明:1)与试验Ⅰ组相比,试验Ⅱ组、Ⅲ组与Ⅳ组的产奶量分别提高了4.91%、6.27%与4.78%(P<0.05),试验Ⅱ、Ⅲ与Ⅳ组的牛奶体细胞数极显著降低(P<0.01)。2)与试验Ⅰ组相比,试验Ⅱ组与Ⅲ组的中性洗涤纤维(NDF)消化率分别提高了6.21%与7.60%(P<0.05),酸性洗涤纤维(ADF)分别提高了6.78%与8.22%(P<0.05)。3)血液生化指标分析显示,随着铜采食量的增加,血清铜、铜蓝蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、铜-锌超氧化物歧化酶(Cu-ZnSOD)与谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)含量显著提高;与试验Ⅰ组相比,试验Ⅱ组、Ⅲ组与Ⅳ组的丙二醛(MDA)含量分别降低50.0%、60.23%与47.08%(P<0.01);与试验Ⅰ组相比,试验Ⅱ组、Ⅲ组与Ⅳ组的IgG含量分别提高了49.56%、165.56%与90.22%(P<0.01)。4)铜代谢指标分析说明,饲粮中补充铜能显著提高粪铜、尿铜与沉积铜含量,但铜的采食量对铜的消化率与沉积率没有影响。5)与试验Ⅰ组相比,试验Ⅱ组、Ⅲ组与Ⅳ组瘤胃液乙酸浓度分别提高了4.46%(P<0.05)、6.86%(P<0.01)与6.48%(P<0.01),瘤胃液丙酸浓度分别降低5.19%(P<0.05)、9.88%(P<0.01)与11.97%(P<0.01),乙酸与丙酸的比值分别提高了10.0%(P<0.05)、18.70%(P<0.01)与20.87%(P<0.01)。6)随着铜采食量的增加,瘤胃细菌区系的Alpha多样性分析指数明显增加,试验Ⅱ组、Ⅲ组与Ⅳ组的细菌物种丰度显著高于试验Ⅰ组。7)从门水平对瘤胃细菌区系物种组成进行相对丰度分析,拟杆菌门、变形菌门与厚壁菌门为优势菌门,与试验Ⅰ组相比,试验Ⅱ组、Ⅲ组与Ⅳ组变形菌门的相对丰度分别降低了26.03%(P<0.01)、18.52%(P<0.05)与23.23%(P<0.01)。从属水平对瘤胃细菌区系物种的组成进行相对丰度分析,琥珀酸弧菌UCG-001与普雷沃氏菌1为优势菌属,试验Ⅱ组普雷沃氏菌1的相对丰度极显著高于其他各组,理研球菌株RC9的相对丰度显著高于其他各组;试验Ⅱ组与Ⅲ组的密螺旋体菌2的相对丰度显著高于试验Ⅰ组与Ⅳ组(P<0.05)。8)随着铜采食量的增加奶牛肝脏铜转运基因铜离子转出蛋白B(ATP7B)与铜蓝蛋白mRNA的相对表达量极显著提高(P<0.01);试验Ⅱ组铜代谢MURR1域蛋白质1(COMMD1)mRNA相对表达量比试验Ⅰ组提高了9.0%(P>0.05),试验Ⅲ组与Ⅳ组分别比试验Ⅰ组降低54.0%与78.0%(P<0.01)。9)含铜酶相关基因相对表达量分析显示,随着铜采食量的增加,超氧化物歧化酶1(SOD1)、赖氨酰氧化酶(LOX)、单胺氧化酶A(MAOA)mRNA相对表达量显著提高;与试验Ⅰ组相比,试验Ⅱ组、Ⅲ组与Ⅳ组单胺氧化酶B(MAOB)mRNA的相对表达量分别降低24.0%、34.0%与60.0%(P<0.01)。综合本试验结果,饲粮中补充铜可提高奶牛的生产性能,促进机体对养分的利用,提高机体免疫力与抗氧化能力;饲粮中添加铜可提高泌乳牛乙酸的含量,降低丙酸的含量,提高乙酸与丙酸的比值,瘤胃菌群的相对丰度也显著提高;饲粮中添加铜能够促进机体内铜的代谢与含铜蛋白的合成。铜排泄量随着铜采食量水平的增加而增加。在本试验条件下,泌乳牛饲粮适宜铜水平为18.09~23.09 mg/kg DM(铜的采食量为403.59~514.21 mg/d)。