日糧中性洗滌纖維和淀粉比例調(diào)控奶牛乳成分合成與瘤胃代謝機(jī)制研究.pdf

1、碳水化合物是奶牛日糧的重要組成部分，占奶牛日糧干物質(zhì)含量的60％～70％。作為反芻動(dòng)物，奶牛日糧碳水化合物主要包括結(jié)構(gòu)性碳水化合和非結(jié)構(gòu)性碳水化合物，從化學(xué)成分劃分，中性洗滌纖維(NDF)和淀粉(starch)是結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性碳水化合物的主要組成部分。因此，本研究旨在探究日糧NDF:starch比例作為評(píng)價(jià)日糧碳水化合物組成的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的可行性，研究日糧NDF:starch比例對(duì)奶牛生產(chǎn)性能、乳成分合成以及瘤胃代謝的影響，并研究其作

2、用的營(yíng)養(yǎng)學(xué)機(jī)制，為奶牛生產(chǎn)中碳水化合物科學(xué)、合理和高效利用提供科學(xué)依據(jù)。本論文主要從以下幾部分進(jìn)行相關(guān)研究:
　　1、本部分采用Meta分析方法研究日糧NDF:starch比例、NDF和starch含量與奶牛生產(chǎn)性能和乳成分合成的關(guān)系。試驗(yàn)整理了26篇有關(guān)奶牛碳水化合物營(yíng)養(yǎng)的研究，共計(jì)115個(gè)試驗(yàn)處理，運(yùn)用Meta分析方法研究日糧NDF、starch以及NDF:starch比例與奶牛產(chǎn)奶量和乳成分的相關(guān)性，并進(jìn)行相應(yīng)的回歸分析。M

3、eta分析結(jié)果發(fā)現(xiàn):與日糧NDF和starch含量相比，日糧中NDF:starch比例與奶牛的干物質(zhì)采食量(r=-0.799，P＜0.01)、產(chǎn)奶量（r=-0.730，P＜0.01）、乳脂率(r=0.664，P＜0.01)和乳蛋白率（r=-0.788，P＜0.01）的相關(guān)性最強(qiáng);日糧NDF:starch比例與奶牛的干物質(zhì)采食量、產(chǎn)奶量、乳脂率、乳蛋白率、乳蛋白和乳糖產(chǎn)量存在明顯的回歸關(guān)系(P＜0.01)。Meta分析結(jié)果表明，NDF:s

4、tarch比例能夠作為反映奶牛日糧碳水化合物組成的綜合營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)，用于指導(dǎo)奶牛的生產(chǎn)和調(diào)控乳成分的合成。
　　2、本部分研究了日糧NDF:starch比例對(duì)奶牛產(chǎn)奶量和乳成分合成的影響。試驗(yàn)選用8頭荷斯坦頭胎奶牛作為試驗(yàn)動(dòng)物，4頭奶牛安裝永久瘤胃瘺管，試驗(yàn)采用4×4拉丁方設(shè)計(jì)。每期試驗(yàn)21d，適應(yīng)期14d，采樣期7d。采用日糧中性洗滌纖維與淀粉比例(NDF:starch)表示日糧碳水化合物組成，通過(guò)改變?nèi)占Z中燕麥草、玉米青貯以及

5、玉米的比例設(shè)計(jì)4種不同碳水化合物組成日糧:日糧1(NDF:starch=0.86)、日糧2(NDF:starch=1.18)、日糧3(NDF:starch=1.63)和日糧4(NDF:starch=2.34)。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著日糧NDF:starch比例的增加，奶牛產(chǎn)奶量、乳蛋白含量和產(chǎn)量以及乳糖含量和產(chǎn)量顯著降低，乳脂含量顯著升高，乳脂產(chǎn)量呈先升高后降低的二次曲線變化;日糧干物質(zhì)、有機(jī)物、粗蛋白、中性洗滌纖維以及粗脂肪消化率顯著降低

6、，淀粉的消化率有升高的趨勢(shì);奶牛瘤胃微生物蛋白和可代謝蛋白含量隨著日糧NDF:starch比例的升高而降低;日糧NDF:starch比例能對(duì)奶牛血液代謝指標(biāo)產(chǎn)生影響，隨著日糧NDF:starch比例的升高，血糖水平線性降低，血液中NEFA水平顯著升高。試驗(yàn)結(jié)果表明，日糧的NDF:starch比例能夠?qū)δ膛５漠a(chǎn)奶量和乳成分合成能力產(chǎn)生顯著影響。
　　3、本部分旨在研究不同NDF:starch比例日糧對(duì)奶牛瘤胃內(nèi)環(huán)境的影響，試驗(yàn)設(shè)計(jì)同

7、第二部分，試驗(yàn)研究了不同NDF:starch比例日糧對(duì)瘤胃營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)降解率、發(fā)酵模式以及微生物區(qū)系的影響。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著日糧NDF:starch比例的升高，日糧的干物質(zhì)和中性洗滌纖維瘤胃降解率線性降低，但對(duì)粗蛋白的瘤胃降解率無(wú)顯著影響;瘤胃pH值隨著日糧NDF:starch比例的升高而增加，日糧1能夠引發(fā)奶牛亞急性瘤胃酸中毒?；貧w分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)日糧NDF:starch比例低于1.08時(shí)，日糧能夠增加奶?；紒喖毙粤鑫杆嶂卸镜娘L(fēng)險(xiǎn);日糧

8、NDF:starch比例能夠影響瘤胃的發(fā)酵模式，隨著NDF:starch比例的增加，瘤胃的發(fā)酵模式從丙酸發(fā)酵向乙酸發(fā)酵轉(zhuǎn)變;隨著日糧NDF:starch比例的增加，瘤胃中的纖維分解菌產(chǎn)琥珀酸絲狀桿菌有增加的趨勢(shì)，乳酸利用菌數(shù)量顯著降低。結(jié)果表明，不同NDF:starch比例日糧能夠引起瘤胃內(nèi)環(huán)境的改變，以及影響瘤胃健康，日糧NDF:starch比例能夠作為調(diào)控瘤胃內(nèi)環(huán)境的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。
　　4、本部分旨在研究不同NDF:starch比

9、例日糧對(duì)奶牛氮利用率的影響。試驗(yàn)設(shè)計(jì)同第二部分，試驗(yàn)研究了日糧粗蛋白采食量、微生物蛋白、可代謝蛋白以及乳蛋白產(chǎn)量之間的相關(guān)性，以及氮的轉(zhuǎn)化利用效率。統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn):粗蛋白采食量與乳蛋白產(chǎn)量相關(guān)性最強(qiáng)，其次為可代謝蛋白和微生物蛋白產(chǎn)量;隨著日糧NDF:starch比例的增加，奶牛氮利用率發(fā)生顯著變化，日糧粗蛋白轉(zhuǎn)化為乳蛋白的效率呈現(xiàn)二次曲線變化，氮轉(zhuǎn)化率先升高后降低，當(dāng)日糧NDF:starch比例為1.71時(shí)，奶牛氮素利用效率最高;可代謝蛋

10、白轉(zhuǎn)化為乳蛋白的效率亦呈現(xiàn)先升高后降低的二次曲線變化趨勢(shì)。結(jié)果表明，科學(xué)合理的日糧碳水化合物組成是奶牛生產(chǎn)中氮素高效利用的營(yíng)養(yǎng)學(xué)基礎(chǔ)。
　　5、本部分旨在研究不同NDF:starch比例日糧對(duì)奶牛瘤胃上皮細(xì)胞的組織形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)、上皮細(xì)胞生長(zhǎng)代謝相關(guān)基因表達(dá)的影響，試驗(yàn)設(shè)計(jì)同第二部分，每期試驗(yàn)采集瘤胃上皮細(xì)胞，進(jìn)行組織形態(tài)學(xué)觀察以及測(cè)定瘤胃上皮細(xì)胞生長(zhǎng)和VFA代謝相關(guān)基因表達(dá)水平。試驗(yàn)結(jié)果表明:隨著日糧NDF:starch比例的增加，

11、瘤胃上皮棘細(xì)胞層和基底層細(xì)胞厚度增加;隨著日糧NDF:starch比例的增加，NHE4和HMGCS基因表達(dá)水平線性降低:日糧NDF:starch比例能夠影響瘤胃上皮細(xì)胞生長(zhǎng)相關(guān)基因的表達(dá)，隨著日糧NDF:starch比例的增加，IGFBP5基因表達(dá)顯著降低，IGFBP6基因表達(dá)顯著升高。結(jié)果表明，日糧碳水化合物組成能夠影響瘤胃上皮細(xì)胞的組織形態(tài)結(jié)構(gòu)和相關(guān)基因的表達(dá)水平。
　　綜上所述，NDF和starch作為日糧碳水化合物組成的重