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本研究旨在研究热应激对荷斯坦奶牛泌乳性能的影响。研究包括以下三个方面的主要内容:1热应激对泌乳奶牛泌乳性能和机体抗氧化作用及免疫细胞因子释放的影响4头健康荷斯坦奶牛分为热应激组(人工制造热应激条件,HS组)和限制饲喂组(PF组),2×2交叉试验设计。均饲喂于环境控制舱。分别于试验第1d,4d,7d和10d采集血样及奶样,进行乳成分分析,并测定血液中抗氧化及免疫细胞因子等水平。第6d进行葡萄糖耐量试验(Glucose tolerance test,GTT)。结果:热应激显著降低泌乳奶牛日乳产量(从27.3 kg下降到21.43 kg),降低了27.39%。乳蛋白、乳脂肪等乳成分含量均无差异变化,但乳糖产量明显降低,比正常条件下将300g/d。HS组奶牛循环血液中葡萄糖水平(基础血糖值)显著低于PF组(P<0.05),同时,GTT外源注射葡萄糖后HS组血液中葡萄糖水平(刺激血糖值)也显著下降(P<0.05)。HS组奶牛血液中MDA含量显著高于PF组(P<0.05),CAT显著低于PF组(P=0.05),SOD有降低的趋势(P=0.07),GSH-PX在两组之间无显著差异(P>0.05)。血液中IgG,IgM,IL-1及IL-6含量在两组之间无显著差异(P>0.05),IgA,TNF-α及IL-2均显著低于PF组(P<0.05)。结果提示:高热高湿可导致奶牛发生热应激,机体血糖及葡萄糖耐量、氧化应激和免疫功能均有一定变化,表现乳产量和乳糖产量均明显降低。推测热应激时乳腺外组织葡萄糖利用率增加,致血液中葡萄糖浓度降低,可能是乳糖产量降低及乳产量下降的原因之一。2热应激对奶牛肝脏组织损伤和细胞凋亡及热休克蛋白保护作用的影响试验选用4头健康的荷斯坦奶牛(2 × 2交叉试验设计)饲喂于环境控制舱,人工制造热应激条件,并于试验第1 d,4 d,7 d和10 d采集血样,测定血液相关酶的活性,10 d活体取肝脏组织,检测相关的酶、蛋白及因子基因的表达量。结果显示,HS组血液GOT及LDH均显著高于PF组(P<0.05),GPT及AKP无显著差异(P>0.05)。肝脏糖异生关键酶丙酮酸羧化酶(pyruvate carboxylase,PC)基因表达在HS组有下降的趋势(P=0.09,磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶1 phosphoenolpyruvate carboxykinase 1,PEPCK1)基因表达在两组之间无显著差异(P>0.05)。HS组肝脏促炎因子NF-κB,TNF-α及IL-1β基因表达显著高于PF组(P<0.05),促凋亡基因JNK,Caspase-3及Caspase-9表达也显著高于PF组(P<0.05),Bax表达有上调的趋势(P=0.06),同时,抗凋亡基因Bcl-2显著上调(P<0.05)。HS 组 HSP27 基因表达显著高于 PF 组(P<0.05),HSF-1,HSP70及HSP90基因表达在两组之间无显著差异(P>0.05)。结果:热应激时肝脏中致炎作用和凋亡作用均增强,热休克蛋白表达上调,肝脏糖异生作用减弱。结果提示短期热应激时肝脏葡萄糖生成减少,但肝脏抗凋亡和抗损伤增强使葡萄糖消耗增加,肝脏分配给乳腺合成乳糖的葡萄糖减少,乳糖合成受阻。3热应激对奶牛乳腺损伤和细胞凋亡及热休克蛋白保护作用的影响4头健康的荷斯坦奶牛分为HS组(人工制造热应激条件)和PF组(2 × 2交叉试验设计),饲喂于环境控制舱。于试验10 d采集乳腺组织,测定乳腺组织氧化应激、炎症反应和热休克转录因子及蛋白的基因表达。体外选用奶牛乳腺上皮细胞为模型,42 ℃高温Oh,0.5h,1h,1.5h,2h,4h,8h及12h处理奶牛乳腺上皮细胞,检测热应激条件下细胞活率,线粒体膜电位,HSF-1及HSPs,氧化应激相关基因表达的变化。结果:体内试验发现热应激情况下,显著上调了奶牛乳腺组织中HSF-1及HSP70的基因表达(P<0.05),HSP90在两组之间无显著差异(P>0.05),HSP27基因表达显著下调(P<0.05)。抗氧化基因Keap1,Nrf2,NQO1,HO-1,促炎因子 NF-κB,TNF,IL-1 β 及促凋亡基因 JNK,Caspase-3和Caspase-9 mRNA表达在两组之间均无显著差异。体外试验结果发现,0-2 h热处理,乳腺上皮细胞活率显著降低,2 h后逐渐回升,至12 h时恢复了 77%(P<0.05),同时,1.5 h细胞线粒体膜电位损伤。热应激期间,HSP27基因表达显著下降(P<0.05),HSP70基因表达显著上调(P<0.05),HSP90基因表达在前4h显著上调(P<0.05),后恢复至正常水平,HSF-1基因表达在2-4h显著上调(P<0.05)。氧化应激相关基因Keach样环氧氯丙烷相关蛋白-1(Keap1)表达无显著差异核(P<0.05),核因子E2相关因子2(Nrf2)显著上调(P<0.05),NAD(P)H脱氢酶醌-1(NQO1)显著上调(P<0.05)。结论:短期热应激时,奶牛乳腺热应激蛋白及分子表达上调,对乳腺组织的保护作用启动。细胞学实验进一步证实热应激能够显著降低奶牛乳腺上皮细胞活率,损伤线粒体膜电位,诱导细胞早期凋亡,引起氧化应激,部分热休克蛋白及分子基因表达上调。