热带低投入条件下杂交双用途奶牛（Bos taurus × Bos indicus）体储备动态及其受生理阶段、胎次、季节与农场管理的调制

《Domestic Animal Endocrinology》：Body reserves dynamics of crossbred ( Bos taurus?×? Bos indicus) dual purpose cows reared under the low input and contrasting farming systems conditions of Camagüey, Cuba

　　

为表征古巴低投入热带饲养系统下杂交双用途奶牛（Bos taurus × Bos indicus）的体储备动态（body reserves dynamics, BRD），研究人员在卡马圭省8个商业农场对109头个体奶牛进行了为期24个月、覆盖两个典型生产年的纵向监测。研究假设BRD受奶牛生理阶段（physiological stage, PhySt）及其与胎次（parity）互作的影响，并受气候季节（season）和农场管理实践调制。研究人员个体测定了体重（body weight, BW）、体况评分（body condition score, BCS）以及与能量平衡相关的关键代谢和激素标志物，包括非酯化脂肪酸（non-esterified fatty acids, NEFA）、β-羟基丁酸（β-hydroxybutyrate, BHB）、尿素（urea, UREA）、葡萄糖（glucose, GLU）、甘油三酯（triglycerides, TGL）和三碘甲状腺原氨酸（triiodothyronine, T₃）。结果表明，生理阶段是热带奶牛BRD的关键驱动因素；监测牛群脂质储备动员在产犊前后达到峰值；气候季节影响全年饲草资源、能量平衡和响应；农场管理实践是体储备的重要调节因素；胎次影响奶牛BRD及其适应性响应。研究认为，体储备动员（mobilisation, BRM）和沉积（accretion, BRA）两阶段与温带系统经典规律基本一致，但其幅度和水平受生理阶段、胎次、农场和气候季节共同调制；初产牛体储备存量低于经产牛，且在干季更为明显。该长期个体监测有助于理解热带低投入系统奶牛应对环境压力的稳健性（robustness）。

研究背景：未来畜牧系统须适应气候变化带来的挑战。热带地区具有规律而明显的气候季节，降雨、相对湿度和温度变化影响饲草生物量与品质，并常受强烈、极端气候事件影响。低投入热带放牧型反刍动物系统高度依赖草和饲草资源，较舍饲集约系统更易受环境变异影响。原文指出，未来畜牧系统需依赖更自主的农场和适应性更强的畜群，即动物能在较广环境条件下表达生产潜力，并对热、营养和生理应激表现稳健性（robustness），同时不损害繁殖、健康和福利。哺乳动物可通过生理和代谢调整维持稳态和物种生存；反刍动物体储备（body reserves, BR）的动员（BRM）与沉积（BRA）是应对饲草数量和质量波动的重要适应机制。因此，BR动态（BRD）及其群内变异已成为气候变化和畜牧生态转型背景下的研究重点，但以往主要在温带和地中海地区开展，热带几乎缺失。原文已报道胎次、生理阶段（PhySt）、年份季节、基因型×环境互作及群体内个体差异会影响BRD。基于此，研究人员提出：BRD受奶牛PhySt及其与胎次互作影响，并受季节（以及可利用生物量波动）和农场及其饲养、营养与繁殖管理实践调制；研究目标是表征古巴低投入畜牧生产条件下热带奶牛的BRD。

研究人员在古巴卡马圭省4个市镇的8个商业家庭农场开展研究，对象为未定义杂交双用途奶牛（Bos taurus × Bos indicus；来源于Siboney de Cuba，? Holstein × ? Bos indicus）。研究人员对109头奶牛进行2024年3月至2026年3月、覆盖两个典型生产年的个体纵向监测，测定BW、BCS及与能量代谢相关的NEFA、BHB、UREA、GLU、TGL和T₃，记录产犊和断奶日期，并按产犊前后天数定义早期、中期和晚期妊娠、早期、中期和晚期泌乳、干奶期及维持期等8个PhySt；通过触诊和超声评估繁殖状态。统计分析采用考虑重复测量的线性混合模型，固定效应包括农场、气候季节、胎次和PhySt及其两向和三向互作，奶牛个体作为随机效应。研究意义在于：这是首次在热带严酷、真实低投入、全放牧条件下，跨越一个以上生产周期，对热带繁殖奶牛BRD及体况和血浆生物标志物进行长期个体监测，为理解其适应性和稳健性提供证据。

关键技术方法概述（不超过250字）：研究依托古巴卡马圭省8个商业家庭农场，纳入109头Siboney来源杂交双用途奶牛（Bos taurus × Bos indicus），进行24个月个体纵向监测。逐次测定BW和BCS，采集血样检测NEFA、BHB、UREA、GLU、TGL和T₃；记录产犊、断奶及繁殖状态，按产犊前后天数划分8个PhySt。采用线性混合模型分析农场、季节、胎次、PhySt及其互作对BRD表型的影响，并以奶牛个体随机效应处理重复测量。

研究结果：
3.1 体况参数：BW和BCS。基于两年逐个体重复测量及线性混合模型分析，季节×PhySt和胎次×PhySt显著影响BW，而BCS主要受PhySt、季节和农场影响，未受胎次显著影响。无论胎次和季节，BW从早期妊娠至晚期妊娠增加，随后从晚期妊娠至中期泌乳下降。雨季产犊母牛在产犊前后的BW损失低于干季产犊母牛，但在早期泌乳至干奶期，雨季产犊母牛BW损失反而大于干季产犊母牛；干奶期季节差异不显著。经产牛总体BW高于初产牛，且在泌乳期和干奶期差异显著，妊娠期不显著。农场管理实践显著影响BW和BCS，Villa Feliz农场平均体况较高，Ilusión农场较低；同一农场不同监测年份亦存在差异，与年际气候条件和采样时牛群PhySt能量需求差异相一致。

3.2 代谢谱：血浆代谢物和激素浓度。基于血浆代谢物和激素纵向分析，季节×胎次×PhySt三向互作仅显著影响BHB；NEFA和T₃受季节×胎次影响，UREA受季节×PhySt影响，TGL受胎次×PhySt影响。NEFA和BHB随PhySt呈明显且平行的变化，UREA呈相反趋势。NEFA从妊娠早期至晚期逐渐升高，在早期泌乳达峰，随后至干奶期下降。BHB在产犊前后急剧升高；初产牛早期泌乳期雨季BHB高于干季，而经产牛呈相反格局。经产牛NEFA在干季高于雨季，初产牛无显著季节差异；初产牛干季NEFA低于经产牛。UREA在早期泌乳期较其他时期低，晚期妊娠期雨季高于干季。GLU雨季高于干季，产犊前后下降，干奶期和早期妊娠较高。TGL在早期泌乳期低于产前及后续阶段，晚期泌乳期初产牛高于经产牛。T₃受季节×胎次影响，初产牛干季高于雨季，经产牛呈相反趋势；T₃在妊娠期稳定，产犊前后下降，早期泌乳最低。农场也调制代谢物水平；围产期体储备动员峰以Marina、Ilusión、Villa Feliz和Victoria农场较强，Taburete和Quintina农场较低。

讨论部分总结：
4.1 环境因素对BR动态的影响。原文指出，特定地方土壤气候条件和农场管理实践可显著影响BRD的时间模式、幅度及个体和群体水平表现，并可能决定相似遗传背景动物的稳健性。营养条件、生物量可利用性和品质、补充饲养可能性、农场生产繁殖策略、动物能量需求和PhySt应激水平等，可共同导致农场间和农场内BRD变异。农场显著影响所有BRD相关性状；农场目标与约束亦参与差异形成，如Taburete扩大畜群规模、Villa Feliz将泌乳期缩短至约7个月、Ilusión距农业行政决策中心较远而投入获取受限。多数情况下犊牛随母牛至断奶，断奶与挤奶结束重合；总产奶量及犊牛消耗奶量无法可靠个体记录，是未测变异来源。

4.2 总体BR动员与沉积。原文认为，有利条件下动物对BR的管理不同于挑战性环境；不利条件下奶牛可动员更多BR以维持稳态和满足能量需求。各农场BRD时间模式大体相似，但BRM和BRA幅度并不完全相似，表现为不同PhySt下BHB、NEFA和UREA差异以及不同季节下BW和BCS差异。无论农场，BRM从妊娠后期持续至泌乳结束或断奶；BW和BCS从晚期妊娠至晚期泌乳或干奶期下降，NEFA和BHB升高，提示产犊前后动员明显，反映采食不足、胎儿生长导致采食容量下降及哺乳犊牛产奶需求造成的负能量平衡。脂肪动员和脂肪酸氧化增加，肝脏完全氧化能力被超过时产生酮体。产犊前后高NEFA和BHB部分反映产前BR较多。BRA主要见于泌乳中期至随后妊娠中期，表现为NEFA和BHB较低、UREA较高及BW和BCS动力学；BR补充与繁殖性能改善相关，并可能是能量分配适应机制。低投入热带条件下无热同期或产犊同期化时，促进雨季产犊以利用更有利饲草资源需考虑这些因素。

4.3 生物因素对BR动态的影响。无论农场，初产和经产牛BRM时间模式大体相似，从晚期妊娠至晚期泌乳或干奶期，早期泌乳最高；但生物标志物响应幅度随胎次和季节不同。BHB显示经产牛干季产犊前后动员大于雨季，初产牛相反；该差异短暂，妊娠期和泌乳峰后不明显。经产牛NEFA雨季低于干季，提示雨季生物量较多时脂质动员较温和，反映随胎次增加BR利用和补充的灵活性，可能是年龄和繁殖成熟获得的生物学适应。初产牛围产期NEFA较高、雨季BHB高于经产牛，提示较强BRM，可能与其采食能力较低、首次妊娠产犊泌乳能量需求增加、仍在生长及早期营养利用的生理权衡有关。干季初产牛高NEFA但低BHB的分离不一定表示BRM较低，可能反映严重环境约束下养分分配的稳态调整，或NEFA释放峰与BHB产生峰之间存在时间延迟。

5 结论：本研究报告了连续两年长期监测结果，旨在表征不同胎次热带放牧奶牛在多个生理阶段、气候季节及真实低投入生产条件下的个体体储备动态。总体而言，体储备动员和沉积两个拮抗而互补的阶段与温带畜牧系统的经典文献一致：体储备主要在产犊前后（从妊娠后期到泌乳中期）动员，并在泌乳后半段、干奶期至下一妊娠中期开始重建。然而，这一复杂动态过程始终受特定生理阶段、母牛胎次、农场和气候季节调制。尽管初产和经产母牛随时间显示相似的纵向曲线，初产个体体储备存量低于经产母牛，且这一差异在干季最明显。奶牛体况以及能量代谢（和以血浆尿素表达蛋白质代谢）受农场及其特定饲养实践和条件影响。以血浆酮体浓度表示的极端体能量动员，是唯一受气候季节与生物学因素（胎次和生理阶段）交互影响的指标；这连贯地说明该重要多因素性状的复杂性，并反映在当前气候变化背景下热带繁殖母牛面对多样胁迫时应具备的适应能力（稳健性）多样性。