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随着奶牛产奶量增加,其繁殖性能受影响,提高受孕率成挑战。研究人员探究瘤胃保护型叶酸(RPFA)对奶牛首次人工授精(AI)受孕率和代谢参数的影响。结果显示短期补充 RPFA 不影响首次 AI 受孕率,但改变激素调节。为奶牛营养研究提供参考。
在奶牛养殖领域,繁殖性能是影响经济效益的关键因素之一。过去二十年,奶牛首次人工授精(AI)的受孕率虽有所提升,这主要得益于人工授精技术的应用和发情同步程序的优化。然而,随着荷斯坦奶牛年平均产奶量从 2000 年代的约 8900kg 飙升至 2020 年的 12700kg,新的问题出现了。高产奶牛为了满足牛奶分泌的需求,需要从饲料中获取更多营养,这使得肝脏血流量增加,肝脏代谢加速,导致激素、微量矿物质和维生素等物质被快速分解。这种代谢变化与奶牛繁殖性能下降密切相关,比如血液中循环雌二醇浓度降低会导致奶牛发情不明显,而孕酮水平低则会造成配种后早期胚胎流失。由此可见,在产奶量不断提高的情况下,如何提升奶牛受孕率,尤其是荷斯坦奶牛的受孕率,成为了亟待解决的难题。
叶酸(FA)作为一种 B 族维生素,由瘤胃微生物合成,在奶牛的生理过程中扮演着重要角色。它是一碳单位的载体,对 DNA 合成、修复、甲基化以及蛋白质生物合成至关重要。已有研究表明,叶酸对卵巢生理和胚胎发育有直接影响。体外研究发现,叶酸能促进包括奶牛、山羊、小鼠、猪等多种物种的卵母细胞成熟。在体内研究方面,给围产期奶牛补充叶酸和维生素 B??,能改善能量利用和繁殖性能,部分研究还观察到补充瘤胃保护型叶酸(RPFA)可提高受孕率、增加排卵前卵泡数量等。但遗憾的是,荷斯坦奶牛瘤胃每日合成的叶酸量约为 16.5 - 21mg,远远无法满足其怀孕期增加的需求。而且,叶酸对奶牛生育能力影响的潜在调控机制尚不明确。
为了深入探究这些问题,宁夏相关研究人员开展了一项针对荷斯坦奶牛的研究。他们以 256 头经产荷斯坦奶牛为研究对象,通过多因素分组后随机分为 4 组,分别给予 0g、3g、6g、9g 的 RPFA 进行每日口服补充,从奶牛产后 50±3 天开始,一直持续到定时人工授精后 36 天。研究人员对首次人工授精受孕率、血浆和卵泡液中的叶酸代谢、一碳代谢以及类固醇激素浓度等多个指标进行了测定分析。
研究人员在实验中运用了多种关键技术方法。首先,对奶牛进行严格分组,依据胎次、日均产奶量、泌乳天数和体况评分进行划分,保证实验对象的一致性和可比性。其次,采用精准的检测技术测定血浆和卵泡液中各类物质的浓度,如叶酸、5 - 甲基四氢叶酸(5 - MTHF)等,以此分析代谢变化。
在研究结果方面:
- 受孕率和血浆葡萄糖浓度:补充 3g、6g、9g RPFA 的奶牛组首次人工授精受孕率分别为 46.90%、45.30%、43.80%,虽高于对照组的 37.5%,但差异并不显著(P = 0.292)。同时,各实验组之间血浆葡萄糖浓度也无显著差异(P>0.05)。这表明在本实验条件下,短期补充 RPFA 并不能有效提高奶牛首次人工授精的受孕率,且对血浆葡萄糖浓度无明显影响。
- 产奶量、乳蛋白和乳脂肪:整体来看,4% 脂肪校正乳(4% FCM)产量、乳蛋白百分比以及乳脂肪百分比在各处理组间均无显著差异(P>0.05),说明补充 RPFA 在短期内对奶牛的产奶性能无明显作用。
- 叶酸和一碳代谢:对比 3g RPFA 组和对照组,3g RPFA 组奶牛血浆中叶酸、5 - MTHF、S - 腺苷甲硫氨酸和亚叶酸的浓度更高,而血浆同型半胱氨酸和对氨基苯甲酰谷氨酸浓度降低。在卵泡液中,3g RPFA 组的亚叶酸和 5 - MTHF 浓度有所增加。这表明补充 RPFA 可影响奶牛体内叶酸和一碳代谢相关物质的浓度。
- 类固醇激素:3g RPFA 组奶牛血浆雌二醇浓度升高,血浆和卵泡液中的雄烯二酮浓度降低。并且,体外实验发现,当给予 50μM 叶酸时,颗粒细胞中 CYP19A1 基因表达增强。这意味着 RPFA 补充与类固醇激素调节存在关联。
综合研究结论和讨论部分,本次研究表明短期补充 RPFA 在发情同步期并不能提高荷斯坦奶牛首次人工授精的受孕率。不过,RPFA 能显著降低血浆同型半胱氨酸水平,且不改变卵泡液同型半胱氨酸浓度,同时还改变了类固醇激素谱。虽然雄烯二酮调节的潜在机制尚待进一步研究,但这些发现为奶牛营养与繁殖的研究提供了新的思路和方向。它有助于科研人员更深入地理解叶酸在奶牛繁殖和代谢过程中的作用,为后续优化奶牛饲养管理、提高繁殖性能的研究奠定了基础,对推动奶牛养殖行业的发展具有重要意义。该研究成果发表在《Animal Reproduction Science》,为该领域的研究提供了有价值的参考。