苜蓿黃酮對奶牛生產性能、瘤胃代謝和免疫性能影響的研究.pdf

1、紫花苜蓿是我國最重要的栽培牧草，廣泛分布于西北、華北等地區(qū)，因具有品質好、產量高以及適應性強的優(yōu)點而被稱為“牧草之王”。黃酮類化合物是苜蓿中一種主要的生物活性物質。雖然黃酮的研究報道較多，但對苜蓿黃酮在動物上的研究還較少，其作用機理在許多方面還不清楚。目前，苜蓿黃酮對奶牛的生產性能及其機理的研究鮮見報道。因此，本試驗研究苜蓿黃酮對奶牛生產性能、瘤胃代謝和免疫性能的影響及其機理，為開發(fā)利用苜蓿黃酮提供科學依據。
　　試驗一、苜蓿黃酮

2、對奶牛生產性能和血液生化指標的影響
　　本試驗為了研究苜蓿黃酮對奶牛生產性能和血液生化指標的影響。試驗選取4頭裝有瘤胃瘺管的初產奶牛（平均體重為500±25 kg，泌乳天數為79±6 d），采用4×4拉丁方設計進行試驗。飼喂奶牛全混合型日糧，每組分別添加0g(A組)、20 g（B組）、60 g（C組）和100 g（D組）的苜蓿黃酮。試驗期為4期，每期為24 d，其中10d預飼期。結果為:1）與試驗A組相比，試驗C組的干物質采食量和

3、乳糖率顯著提高(P＜0.05)，而乳脂率則降低。乳蛋白率、總固形物和體細胞數量均隨著苜蓿黃酮添加劑量的升高呈降低趨勢(0.05＜P≤0.10)。苜蓿黃酮提高了產奶量、4％標準乳和乳料比，但各組間無顯著差異。2）隨著苜蓿黃酮添加水平的升高，粗蛋白和中性洗滌纖維的消化率呈線性升高趨勢(0.05＜P≤0.10)。3)隨著苜蓿黃酮添加劑量的升高，血清中總蛋白(TP)和堿性磷酸酶(ALP)含量呈降低趨勢(P=0.08);試驗C組血清中總膽固醇(T

4、C)高密度脂蛋白(HDL)含量最高。4）與試驗A組相比，試驗D組血清T3和T4濃度顯著升高（P＜0.05）。血清中的催乳素(PRL)濃度隨苜蓿黃酮添加劑量的升高呈升高趨勢。結果表明，苜蓿黃酮能夠提高奶牛的采食量和營養(yǎng)物質的消化率，調節(jié)激素的分泌以及乳糖、乳脂和乳蛋白的合成。
　　試驗二、苜蓿黃酮對奶牛瘤胃發(fā)酵和細菌菌群結構與組成的影響
　　本試驗研究苜蓿黃酮對奶牛瘤胃發(fā)酵和細菌菌群結構與組成的影響，試驗設計同試驗一。結果如下

5、:1）苜蓿黃酮降低乙酸、丙酸、丁酸和乳酸的含量，但各組之間無顯著性差異。2）試驗C組細菌門和屬總數以及ACE、Chao和Shannon指數均顯著高于試驗A和B組(P＜0.05)。3）在門和綱水平，隨著苜蓿黃酮添加量的升高，軟壁菌門和柔膜菌綱豐度、廣古菌門(P=0.04)及甲烷微菌綱(P=0.06)豐度呈線性升高趨勢，而梭桿菌門的梭桿菌綱(P=0.04)豐度和藍細菌門的4C0d-2綱(P=0.07)則降低;試驗C組裝甲菌門的豐度顯著高于試

6、驗A和B組(P＜0.05)。4)在屬水平，試驗C組的Mogibacterium和錐形桿菌屬的豐度顯著低于試驗A組(P＜0.05)，而假單胞菌屬的豐度顯著高于試驗B組(P＜0.05)。試驗D組羅氏菌屬的豐度顯著高于試驗C組(P＜0.05)，而薩特菌屬則顯著低于試驗B組(P＜0.05);隨著苜蓿黃酮添加量的升高，無甾醇支原屬、琥珀酸菌屬、產吲哚薩頓菌屬和螺旋體屬的豐度呈線性下降趨勢(0.05＜P＜0.10)。結果說明，苜蓿黃酮能夠提高瘤胃細

7、菌的豐富度和多樣性，但對瘤胃發(fā)酵無顯著影響。
　　試驗三、苜蓿黃酮對奶?？寡趸兔庖咝阅艿挠绊?br>　　研究苜蓿黃酮對奶牛免疫性能的影響，試驗設計同試驗一。結果為:1）隨著苜蓿黃酮的添加劑量的升高，奶牛血液中性粒細胞數量和中性粒細胞比例、血小板數量和血小板壓積升高，而淋巴細胞數量則降低。2）試驗B組奶牛血清中Ig G含量、CD4+T淋巴細胞比例、CD4+/CD8+比值以及GM-CSF、IL-4和IFN-γ相對表達量顯著高于其他各

8、組(P＜0.05)，而CD8+T淋巴細胞比例的結果則相反。3)與試驗A組相比，試驗D組的GSH-Px活性升高(P＜0.05)，試驗B組的CAT活性顯著升高，而試驗C組的MDA含量顯著降低(P＜0.05)。結果表明，苜蓿黃酮能夠通過調節(jié)血液免疫細胞數量和細胞因子的活性以及提高抗氧化能力來調節(jié)機體的免疫性能。
　　試驗四、苜蓿黃酮對奶牛乳腺上皮細胞增殖和乳成分合成的影響
　　本試驗研究苜蓿黃酮對體外培養(yǎng)奶牛乳腺上皮細胞增殖和乳成

9、分合成的影響。將乳腺上皮細胞分成5組，每組培養(yǎng)基中分別含有0（對照組）、25、50、75和100μg/mL苜蓿黃酮，細胞在條件為37℃，5％CO2下進行培養(yǎng)。結果為:1)培養(yǎng)96 h時，75μg/mL組的細胞增殖能力顯著高于其他各組(P＜0.01或P＜0.05)。2)與對照組相比，50μg/mL組細胞的GSH-Px、CAT活性和NO含量顯著升高(P＜0.01或P＜0.05)，而LDH活性顯著降低(P＜0.01);75μg/mL組細胞的M

10、DA顯著降低(P＜0.01)。3）與對照組相比，25μg/mL組顯著降低LAT1、AK2、S6K1、mTOR、4EBP1、eIF4E、FATP1、FATP4、β-1,4-Gal T和HK2的表達(P＜0.01)，但能顯著提高ACACA和Glut8的表達(P＜0.01或P＜0.05);50μg/mL組顯著提高了PPAR-γ、 FATP4、SCD1、FABP3和FAS的表達(P＜0.01)。結果表明，苜蓿黃酮能夠提高細胞的抗氧化能力，促進細

11、胞增殖;能夠調節(jié)乳脂、乳蛋白和乳糖合成相關基因的表達來調節(jié)乳成分合成。
　　試驗五、苜蓿黃酮對高溫下奶牛乳腺上皮細胞的影響
　　本試驗研究苜蓿黃酮對高溫下體外培養(yǎng)奶牛乳腺上皮細胞的影響。將乳腺上皮細胞分成5組，每組培養(yǎng)基中分別含有0（對照組）、25、50、75和100μg/mL苜蓿黃酮，同時置于細胞培養(yǎng)箱37℃，5％ CO2培養(yǎng)48 h，再在42℃恒溫水浴鍋中水浴處理1h后返回細胞培養(yǎng)箱培養(yǎng)12h，檢測細胞活性、抗氧化指標和

12、相關基因的表達。結果顯示:1）添加25μg/mL組的細胞活性顯著高于對照組和50μg/mL組(P＜0.05)，其他各組之間差異不顯著。2）相對于對照組，50～100μg/mL組細胞的GSH-Px活性升高(P＜0.01)，LDH和MDA含量降低(P＜0.01或P＜0.05)，而CAT活性無顯著性差異。3）相對于對照組，75μg/mL組細胞Caspase3、P53和Socs3基因表達降低(P＜0.01)，Stat3和Socs1基因表達升高(

13、P＜0.05);25μg/mL組Stat1基因表達升高(P＜0.05)。苜蓿黃酮對細胞Bcl-2和Fas基因表達無顯著影響。綜上所述，在高溫下，苜蓿黃酮能夠提高奶牛乳腺上皮細胞抗氧化能力和抑制細胞凋亡，進而提高細胞的活性。
　　試驗六、苜蓿黃酮對脂多糖刺激下奶牛乳腺上皮細胞凋亡和乳成分合成的影響
　　本試驗研究苜蓿黃酮對脂多糖刺激下奶牛乳腺上皮細胞凋亡和乳成分合成的影響。將乳腺上皮細胞分成3組，每組培養(yǎng)基中分別0μg/mL的

14、LPS和苜蓿黃酮(對照組，Con)、1μg/mL的LPS(L)、1μg/mL的LPS和75μg/mL的苜蓿黃酮(L+F)，細胞在條件為37℃，5％ CO2下進行培養(yǎng)。結果為:1）在LPS刺激下，培養(yǎng)12h和24 h的細胞活性顯著降低(P＜0.05或P＜0.01)，而添加苜蓿黃酮能夠提高培養(yǎng)12h的細胞活性(P＜0.05)。2)在LPS刺激下，細胞內的ROS濃度顯著升高(P＜0.01)，而添加苜蓿黃酮能夠顯著降低ROS濃度(P＜0.01)

15、。3）在LPS刺激下，細胞的IL-1β、IL-6、TNF-α、TLR4和MyD88基因的表達均顯著升高(P＜0.01)，而添加苜蓿黃酮能夠顯著降低IL-1β和TLR2基因的表達(P＜0.01)。4）在LPS刺激下，細胞P53、P38和Caspase3蛋白的表達量顯著升高(P＜0.01)，而添加苜蓿黃酮能夠顯著降低P53和P38的表達量(P＜0.05)。5）在LPS刺激下，細胞的PPAR-γ、 SCD1、FAB3、κ-CS、JAK2和mT

16、OR的表達量顯著降低(P＜0.01)，SREBP1、CAT1和eIF4E表達量顯著升高(P＜0.01或P＜0.05);而添加苜蓿黃酮能夠顯著提高PPAR-γ、 S6K1、Glut1、Glut4和Glut8的表達量(P＜0.01或P＜0.05)和降低FA TP1和eIF4E表達量(P＜0.05)。結果表明，LPS能夠促使細胞產生炎癥，降低細胞活性，而苜蓿黃酮能夠抑制細胞凋亡，提高細胞活性，進而發(fā)揮抗炎作用。LPS能夠抑制乳蛋白和乳脂的合成