遗传背景差异对荷斯坦-弗里斯兰与娟姗奶牛子宫健康及生殖激素的影响：基于季节性牧草管理系统的评估

本研究针对季节性放牧系统中荷斯坦-弗里斯兰与娟姗奶牛繁殖力差异的生理机制展开。研究人员通过比较不同经济育种指数（EBI）等级的奶牛群体（精英、国家平均水平及娟姗牛）在三种牧草/精料喂养处理（CTL、LGA、HC）下的子宫健康恢复速度（阴道分泌物评分VDS≤1所需时间）及生殖激素（E2、P4）浓度。结果表明，精英奶牛子宫恢复更快、黄体期血浆P4浓度更高；高精料（HC）喂养则降低了排卵前E2和黄体期P4水平。该研究揭示了遗传选育与营养管理对奶牛繁殖性能的协同影响，为优化牧场繁殖管理提供了重要依据。

　　

在过去的几十年里，随着奶牛育种目标过度偏向产奶量，全球许多奶业发达地区都观察到奶牛繁殖效率的显著下降。尤其是在爱尔兰，这种对产奶性状的强度选择虽然带来了牛奶产量的提升，却严重损害了奶牛的繁殖性能，导致受胎率降低、空怀期延长，给依赖季节性集中配种和产犊的牧场经营带来了巨大挑战。为了扭转这一局面，育种专家们开始调整国家育种目标，将繁殖性状、健康性状等纳入综合选择指数，如爱尔兰的经济育种指数（EBI）。然而，遗传选育如何具体影响奶牛繁殖的生理机制，例如子宫环境的恢复和关键生殖激素的分泌，仍然有许多未解之谜。理解这些机制，对于验证育种策略的有效性、指导牧场日常管理至关重要。近期，发表在《Journal of Dairy Science》上的一项研究，正是为了揭示这些机制而展开。

该研究由爱尔兰Teagasc动物与草原研究与创新中心的科研团队完成。研究人员巧妙地设计了一个多因素试验，他们选取了具有显著遗传背景差异的三种奶牛群体：代表爱尔兰全国EBI排名前5%的“精英”荷斯坦-弗里斯兰奶牛、代表全国平均EBI水平的荷斯坦-弗里斯兰奶牛，以及纯种娟姗奶牛。这些奶牛在产犊后，被随机分配到三种不同的 pasture-based（以牧草为基础）喂养方案中：对照组（CTL）、低牧草供应组（LGA）和高精料组（HC）。研究持续两年，核心观测指标包括：产后每周两次记录阴道分泌物评分（VDS），直至子宫恢复健康（VDS≤1）；并通过同步发情周期技术，对部分奶牛进行连续血液采样，以测定排卵前雌二醇（E2）和黄体期孕酮（P4）的浓度，同时利用直肠超声技术监测卵巢上卵泡和黄体（CL）的发育情况。

产后阴道分泌物评分

研究人员发现，奶牛的遗传背景（GG）显著影响了其产后子宫健康的恢复速度。具体而言，精英奶牛从产犊到达到VDS≤1（即子宫分泌物清澈、无脓性物质）所需的时间最短，平均为30.4天，显著短于国家平均水平（NA）奶牛（31.8天）和娟姗牛（33.4天）。统计分析表明，在任何一天，精英奶牛达到子宫健康状态的风险比（HR）比NA奶牛高10%，比娟姗牛高22%。除了遗传因素，胎次、犊牛出生体重和分娩难度也扮演了重要角色。经产牛（第2胎及3胎以上）的子宫恢复速度快于初产牛；分娩过程顺利、犊牛出生体重适中的奶牛，其子宫恢复也更为迅速。一个有趣且出乎意料的发现是，喂养处理（FT）与遗传背景之间存在交互作用：对于精英奶牛和娟姗牛，高精料（HC）喂养会显著延迟子宫恢复；然而对于NA奶牛，HC喂养反而显示出最短的恢复间隔。由于NA组样本量相对较小，这一现象的确切生物学机制尚待进一步验证。此外，单独分析显示，具有更高EBI繁殖子指数、更短预计产犊间隔（PTA）和更高预计存活率（PTA）的奶牛，其子宫恢复速度也更快。

卵泡特征和血浆E2浓度

在探究影响受孕的另一个关键环节——卵泡发育和雌激素分泌时，研究结果有些出乎意料。不同遗传组别的奶牛之间，其排卵前卵泡的最大直径以及排卵前血浆中E2的平均浓度和峰值浓度均未发现显著差异。这表明，精英奶牛优越的繁殖性能可能并非源于更强的卵泡雌激素分泌能力。然而，营养管理却在此环节显示出明确的影响。与CTL和LGA组的奶牛相比，接受HC喂养的奶牛，其排卵前血浆E2的平均浓度显著降低。研究人员推测，这可能与高精料摄入增加了肝脏血流量，从而加速了E2的代谢清除率有关。

血浆P4浓度和CL体积

研究中最具说服力的发现之一在于黄体功能。尽管通过超声测量，不同遗传组别奶牛的黄体体积没有差别，但精英奶牛在黄体期（排卵后第1至14天）的血浆P4平均浓度显著高于NA奶牛（7.3 ng/mL vs. 5.2 ng/mL），娟姗牛居中（6.0 ng/mL）。这种差异在黄体期后半段（第8至14天）尤为明显。这意味着精英奶牛可能拥有分泌能力更强的黄体细胞，和/或其对P4的代谢清除率更低。P4对于准备适宜的子宫内环境以支持胚胎着床和早期发育至关重要，更高的P4水平无疑为精英奶牛的高受胎率提供了生理基础。与此相呼应，营养管理再次施加了影响：HC喂养组的奶牛，其黄体期平均P4浓度显著低于LGA和CTL组的奶牛，这进一步证实了高精料喂养可能通过影响肝脏功能而对繁殖激素产生负面影响。

综上所述，这项研究清晰地揭示了遗传选育改善奶牛繁殖力的两条关键生理途径：更快的产后子宫健康恢复速度和更高的黄体期孕酮浓度。这两点共同为胚胎的着床和维持创造了更有利的条件。同时，研究结果也发出了重要警示：在追求高产的牧场景观下，高精料喂养策略虽然能提升产奶量，但可能会通过降低关键生殖激素（E2和P4）的循环水平，部分抵消遗传选育在繁殖性能上带来的积极成果。因此，要实现牧场经济效益的最大化，必须将遗传选育与科学的营养管理策略相结合。这项源于爱尔兰牧场的研究，为全球类似生产系统提供了宝贵的理论与实践见解，强调了在育种和饲养管理中平衡生产与繁殖的重要性。