在怀孕的奈洛尔牛（Nelore cows）中提前断奶作为一种胎儿编程策略：1. 对母牛与犊牛的生长以及肉牛后代骨骼肌基因表达的影响

《animal》：Early weaning in pregnant Nelore cows as a fetal programming strategy: 1. Effects on cow-calf and backgrounding offspring growth, and skeletal muscle gene expression in beef cattle

本研究在巴西 Nelore 牛群中评估了早期断奶（150天）与传统断奶（240天）对母牛围产期营养状况及后代生长和肌肉基因表达的影响。结果显示，早期断奶显著改善母牛体况评分和体重，促进胎儿在围产期和断奶期的发育。后代出生至断奶阶段，早期断奶组犊牛体重和日增重均高于传统组，且在18月龄时表现出肌肉 hypertrophy 相关基因（如MTOR、EIF4E）的表达调控差异。母牛 parity（初产与经产）与断奶策略存在交互效应，经产母牛后代生长性能更优。结论表明，早期断奶通过缓解母牛营养冲突，可编程后代肌肉生长潜力，为热带牛肉生产管理提供新策略。

　　
在热带牛肉生产体系中，干季与母牛哺乳期高度重叠，导致母体营养需求与胎儿发育产生矛盾。本研究通过评估早期断奶（EW）对尼罗罗牛（Bos indicus）后代肌肉发育的影响，揭示了断奶策略与母体生理状态的协同作用机制。实验采用随机双因素设计，比较了150天（EW）与240天（CW）断奶策略下，多胎（MP）与次胎（SP）母牛对子代生长性能和肌肉基因表达的影响。研究发现，早期断奶通过改善母体营养储备，显著提升了犊牛出生至断奶期的生长指标，并在骨骼肌中形成了独特的基因表达调控网络。

### 一、研究背景与核心问题
热带牧场中，母牛在干季（4-9月）需同时应对哺乳与胎儿发育的双重营养需求。传统断奶策略（240天）导致母牛在妊娠后期持续消耗体储备维持泌乳，而早期断奶（150天）通过终止哺乳提前释放母体营养储备。然而，现有研究多聚焦于肉牛（Bos taurus）品种，针对热带特色品种尼罗罗牛（Bos indicus）的断奶效应缺乏系统分析，尤其是次胎母牛在干季营养压力下的生理适应机制。

### 二、实验设计与关键发现
#### （一）母牛群体特征分析
研究选取58对母牛-犊牛配对，母牛分为多胎（MP，曾产犊≥2次）与次胎（SP，首次妊娠）两类，断奶策略分为早期（EW，150天）与传统（CW，240天）。数据显示：
1. **母体营养储备**：MP母牛在妊娠全期保持更高体况评分（BCS）和体重（BW），尤其在妊娠180天后，EW母牛的BCS较CW组提升0.8（P<0.001），非孕空体重增加14%（P<0.001）。这表明早期断奶使母牛在妊娠中期（80-170天）获得更长的营养恢复期。
2. **能量代谢调控**：妊娠晚期（240天）母牛的怀孕复合体重（PCW）在EW组较CW组增加13%（P=0.034），说明早期断奶有效延缓了妊娠期体储备的分解速度。

#### （二）犊牛生长性能
1. **断奶前阶段（0-5月龄）**：
- EW犊牛出生体重较CW组高7%（38.9 vs 36.2kg，P=0.054）
- 断奶体重差异显著（EW 197.3kg vs CW 188.0kg，P=0.034）
- 多胎母牛犊牛断奶体重较次胎提高6%（200.9kg vs 188.0kg，P=0.005）
- 体重增长速度（ADG）呈现断奶策略×母体 parity的交互效应（P=0.085），次胎母牛在延长哺乳期（CW）下ADG降低15%（0.96kg/d vs 1.04kg/d）

2. **育肥阶段（5-18月龄）**：
- EW犊牛在育肥初期（5-6月龄）ADG达0.57kg/d，显著高于CW组（0.58kg/d，P=0.036）
- 育肥后期（13-18月龄）出现补偿生长现象，次胎母牛CW组犊牛体重达422.8kg，较EW组高2%（P=0.092）
- 肌肉沉积指标显示，CW犊牛背膘厚度（0.31mm）是EW组的1.7倍（0.18mm，P=0.014），但肋眼面积无显著差异（47.78 vs 48.90mm2）

#### （三）肌肉基因表达调控网络
通过RNA测序发现，断奶策略通过不同ially调节肌肉代谢关键基因：
1. **生长促进基因**：
- **PAX7**：CW组在断奶期（5月龄）表达量较EW组高17%（P=0.05），该基因与肌原细胞增殖相关
- **MTOR**：EW-SP组合中表达量最低（P=0.011），提示次胎母牛更敏感于营养干预
- **GSK3B**：EW-MP组合表达量最高（P=0.07），该基因负调控糖原合成促进蛋白质合成

2. **代谢适应基因**：
- **TRIM63**：CW组在13月龄表达量增加23%（P=0.006），该基因参与肌肉分解
- **NFKB1**：CW组在18月龄表达量达3.2倍（P=0.01），其激活可能抑制肌肉再生
- **IGF1R**：CW组表达量提升18%（P=0.05），增强胰岛素信号通路以维持肌肉合成

3. **关键调控节点**：
在骨骼肌（Longissimus thoracis）中形成"EW-MP"与"CW-SP"的基因表达极化现象：
- EW策略激活肌肉合成通路（MTOR↓、GSK3B↑）
- CW策略激活分解通路（TRIM63↑、NFKB1↑）
- 母体 parity通过调节EIF4E（P=0.017）影响翻译起始效率

### 三、生理机制解析
#### （一）母体能量分配策略
次胎母牛在妊娠晚期（170天）面临更高营养需求：
1. **能量代谢压力**：传统断奶使母牛在妊娠最后80天维持泌乳，能量需求较EW组高67.8%（NASEM标准）
2. **体储备动员**：SP母牛在妊娠240天时体脂动员速度较MP快32%，导致脂肪沉积量减少
3. **代谢补偿机制**：CW组犊牛通过上调IGF1R（P=0.05）和NFKB1（P=0.01）增强能量利用效率

#### （二）胎儿编程效应
妊娠80-170天是肌肉纤维分化的关键窗口期：
1. **基因表达印记**：EW犊牛在5月龄即表现出PAX7基因表达下调（P=0.05），提示肌原细胞增殖受抑
2. **代谢适应差异**：SP母牛胎儿在妊娠晚期获得更高MTOR表达（P=0.017），促进mTORC1通路激活，增强蛋白质合成
3. **表观遗传调控**：GSK3B基因甲基化水平在EW组较CW组降低19%（P=0.07），说明早期断奶可能通过表观机制影响肌肉代谢

### 四、生产实践启示
1. **母牛管理优化**：
- 对次胎母牛实施早期断奶可提升14%的断奶体重（200.9kg vs 188.0kg）
- 多胎母牛在EW策略下体况评分（5.3 vs 4.5）和脂肪沉积量（0.47mm vs 0.83mm）更优

2. **育肥阶段调控**：
- EW犊牛在育肥前3个月ADG达0.57kg/d，较传统策略快15%
- 建议在6月龄后实施营养强化（提高粗蛋白至28%），以抵消干季牧草营养不足（CP仅3.7%）

3. **精准断奶决策**：
- 次胎母牛建议采用150天断奶策略，可降低20%的妊娠期体脂动员
- 多胎母牛在传统断奶下，犊牛肌肉沉积量提升23%（P=0.014）

### 五、研究局限与展望
1. **技术局限性**：
- 血浆IGF-I检测存在15%的 intra-assay变异系数
- 基因表达分析未区分mRNA稳定性与翻译效率差异

2. **后续研究方向**：
- 建立断奶策略-母体 parity-环境互作模型（如：气候变率对结果的影响）
- 开展纵向研究追踪至3岁性成熟期，评估肌肉基因表达网络的持久效应
- 开发基于mtOR信号通路的新型饲料添加剂（如：雷帕霉素类似物）

3. **应用转化建议**：
- 开发断奶决策支持系统，整合母体parity、胎次、环境指数（SPI）等参数
- 设计分阶段营养干预方案：妊娠80天前维持营养，80-170天实施断奶，170天后补充粗蛋白至28%

本研究为热带牧场管理提供了新视角，证实早期断奶通过母体营养再分配机制，在胎儿发育关键期建立适应性编程。建议在尼罗罗牛养殖中推广分阶段断奶策略，特别是针对次胎母牛群体，结合营养补充方案可实现经济效益最大化。后续研究需关注断奶策略对子代繁殖性能的长远影响，特别是性成熟期的初情期启动和受胎率关联性。