采食高淀粉高油日粮奶牛的泌乳性能、乳成分变化及乳腺差异表达基因筛选

摘要

【目的】研究高淀粉高油日粮对奶牛泌乳性能和乳腺组织转录组的影响，探索乳脂下降综合征(Milk fat depression,MFD)的分子机制。【方法】选用8头荷斯坦泌乳奶牛，随机分为对照组和处理组(4头/组)，采用2×2反转试验设计，分为2期，每期23 d，期间2组对调。每期的前16 d，对照组奶牛饲喂低淀粉低油的基础饲粮，对照组日粮的泌乳净能为6.78 MJ/kg；处理组奶牛在基础饲粮基础上添加266 g/kg(DM基础)细粉碎玉米和46 g/kg(DM基础)大豆油；后7 d 2组奶牛均喂基础饲粮，处理组日粮的泌乳净能为7.66 MJ/kg。分别于每期的第1、4、7、10、13、16、19和22天测定产奶量和乳成分，第16天采集乳腺组织用于检测转录本的变化。【结果】与对照组相比，处理组第13、16天奶牛的干物质采食量和产奶量显著降低(P<0.05)；饲喂高淀粉高油饲粮7d后乳脂率开始降低，其中，第10、13、16和19天的乳脂率和乳脂产量显著降低(P<0.05)；第13、16和19天的乳蛋白、乳糖和非脂固形物含量显著提高(P<0.05)。在奶牛乳腺对照组和处理组中共检测到235个显著差异表达的基因，其中，64个上调、171个下调。GO分析表明，差异表达基因主要与炎症反应、α-氨基酸代谢、有机氮化合物代谢、细胞发育、脂质生物合成和脂肪细胞分化等相关；KEGG分析表明，差异表达基因主要与轴突导向、NF-κB信号通路、钙信号通路等相关。结合差异表达基因与泌乳性能的相关性分析，本研究筛选出了部分与脂质调控相关的基因作为研究奶牛MFD状态下脂质代谢的候选基因，包括在乳腺中下调表达的FGFR4、VDR、HTR2B、CCL21和TYRP1。【结论】高淀粉高油饲粮饲喂奶牛降低了干物质采食量、产奶量和乳脂率，提高了乳蛋白、乳糖和非脂固形物含量，下调了奶牛乳腺中脂肪酸合成相关基因的表达。本研究为科学配制日粮和研究MFD的分子机制研究提供了数据参考。

关键词

高淀粉 / 高油 / 奶牛 / 乳腺 / 转录组 / 泌乳性能 / 差异表达基因