抗菌肽对奶牛生产性能及乳腺炎抗性的作用

柳涵 王国富 高树新

抗菌肽是生物体天然免疫防御系统的重要组成成分，是动物免疫系统在诱导条件下产生的一类抵抗外源病原体入侵感染的肽类活性物质，具有分子量小、带正电、进化上保守、分布广、种类多、热稳定性好、对细胞无毒副作用、无残留、无污染、无免疫原性、不易产生耐药性等优良特点，在细菌、真菌、植物、无脊椎动物、脊椎动物以及人类等生物中均存在。抗菌肽通过膜杀伤作用发挥广谱抗微生物效应，也参与机体的免疫调节、伤口愈合、生殖以及毛色变化等生理和病理过程。近年来，随着抗菌肽各种生物学功能的深入阐释，以及在医药开发、临床治疗、食品防腐、转基因动植物、农业病虫害、养殖业饲料添加剂等领域的开发应用，抗菌肽带来了新的防控菌毒感染的有效途径。

一、材料和方法

1.试验动物 分别从呼和浩特(H)、天津(T)、济南(J)等3个参加生产性能测定的规模化奶牛场中分别选择体况、胎次和泌乳期相近的奶牛各100头，每头牛均有完整的生产性能测定记录。

2.试验方法 ①分组饲喂。分别将源于同一牛场的100头奶牛随机分为4个试验组(S1、S2、S3、S4)和1个对照组(D)，每组20头。实验组每组添加不同剂量的抗菌肽（S1：200克/吨、S2：300克/吨、S3：400克/吨、S4：500克/吨）整群饲养，对照组不添加抗菌肽。桑蚕抗菌肽（40000单位/克）由上海邦成生物科技有限公司提供，试验由2013年7月1日开始至9月1日结束。②生产性能测定，试验第10天开始测定，每次测定间隔10天，共测定6次。测定产奶性状的指标包括乳脂率、乳蛋白率、305天产奶量及体细胞数，所有生产数据通过Foss 6000乳成分及体细胞联机分析系统检测。

3.统计分析 在最小二乘法拟合线性模型中用SPSS13.0软件统计分析3个奶牛场不同试验组和对照组的乳脂率、乳蛋白率、305天产奶量及体细胞评分之间的差异。固定效应的线性模型: Yijkl=μ+Gi+Fj+Mk+Pl+ Eijkl；其中：YijkL=产奶量或乳成分的观察值，μ=群体均值，Gi=基因型的固定效应，Fj=父本的固定效应，Mk=母本的固定效应，Pl=胎次的固定效应，Eijkl=随机残差效应。

二、结果和分析

1.对305天产奶量的影响 如表1所示，饲料中抗菌肽的添加量在300克/吨和400克/吨时，不同奶牛场产奶量均明显增加，添加30天后显著增加，随抗菌肽的持续添加，产奶量也逐渐增加。但不同奶牛场的产奶量的增加变化有所不同，呼和浩特奶牛的群体平均产奶量明显较高，受外界因素影响较小，不同组别中产奶量提高差异不明显。天津奶牛的群体平均产奶量处于中等水平，在外界条件影响下，各组产奶量变化明显，添加抗菌肽10天后305天产奶量显著增加，但整体水平一般。济南奶牛的群体产奶量也比较高，添加抗菌肽后10～60天都能明显提高产奶量，但奶牛对外界环境的适应性较差，饲料变化导致产奶量的变化明显。

2.对乳脂率的影响 如表2所示，饲料中添加不同剂量的抗菌肽，在不同时间段内对不同地区奶牛群体的平均乳脂率影响较小。乳脂率由高到低分别是天津>济南>呼和浩特，说明天津奶牛场饲料中精料所占比例较高，且所添加精料中脂肪含量较高，而济南和呼和浩特奶牛场饲料中精粗料搭配比较适当，但平均乳脂率不高。

3.对乳蛋白率的影响 由表3所示，添加不同剂量的抗菌肽对不同地区奶牛场的平均乳蛋白率影响差异显著。在常规养殖中，乳蛋白率由高到低分别是呼和浩特>天津>济南，呼和浩特奶牛场饲料中蛋白含量较高，紫花苜蓿比例较大；天津奶牛场饲料中，蛋白含量也相对较高；济南奶牛场饲料蛋白含量较低。抗菌肽添加300克/吨和400克/吨时，添加40天后对呼和浩特奶牛群的平均乳蛋白率虽有提高，但提高幅度不大；抗菌肽的添加量为400克/吨时添加20天后，天津奶牛群的乳蛋白率显著提高；添加抗菌肽也可提高济南奶牛群的乳蛋白率，但提高幅度很小。

4.对体细胞评分的影响 由表4所示，不同地区奶牛场的奶牛群乳腺炎感染率由高到底分别是天津>济南>内蒙古，在添加300克/吨的抗菌肽时，添加10天后，体细胞评分在不同地区奶牛场的奶牛群中都显著降低；添加10～60天内，随抗菌肽添加剂量的增加和饲喂时间的延长，体细胞评分下降的幅度增加。但抗菌肽添加量为400克/吨和500克/吨时，虽然抗菌肽的添加剂量在增加，但对体细胞评分的下降基本无影响，说明在饲料中添加300～400克/吨的抗菌肽可起到良好的抑菌作用。体细胞评分小于5.32为健康奶牛，5.32～6.32为隐性乳腺炎，6.32～7.32为临床乳腺炎，大于7.32为恶性乳腺炎。

三、讨论

抗菌肽制剂具有广谱抗病原微生物且无残留，在治疗奶牛乳腺炎和预防隐性乳腺炎上逐渐引起关注。研究证明，抗菌肽对大肠杆菌、无乳链球菌和金黄色葡萄球菌均有抗菌作用，而且能提高动物抵抗力和免疫力，改善乳腺健康，提高产奶性能和降低体细胞数。

本研究中的3个奶牛场经前期试验验证，主要是由金黄色葡萄球菌感染导致的乳腺炎。使用抗菌肽后，体细胞评分下降较为明显，说明抗菌肽对金黄色葡萄球菌感染导致的乳腺炎有很好疗效。抗菌肽通过基因工程技术改造，使溶葡萄球菌酶在乳腺上皮细胞中表达而不在牛奶中表达，可预防或治疗金黄色葡萄球菌引起的乳腺炎。浓度为100微克/毫升的抗菌肽A对大肠杆菌抑菌直径达到18.4±2.2毫米，与同浓度的硫酸链霉素的效果一致；对链球菌抑菌直径达到14.3±2.1毫米，与同浓度的磺胺嘧啶钠效果一致。浓度为100微克/毫升的抗菌肽B对金黄色葡萄球菌抑菌直径达到14.1±2.4毫米，与50毫克/毫升的硫酸庆大霉素的抑菌效果一致。上述结果证明，抗菌肽对不同病原菌引起的乳腺炎都有一定的预防和治疗效果。

本研究发现，抗菌肽对产奶性能的影响主要是提高产奶量和降低体细胞数，乳蛋白稍有提高，乳脂几乎无变化。2009年，研究者发现由无乳链球菌引起的乳房炎，经Nisin（天然生物活性抗菌肽）治疗后，体细胞数显著降低，牛奶中脂肪、蛋白质、乳糖和总固体含量有升高趋势，尤其是蛋白质和乳糖的含量显著升高，与本研究相似。2011年，有研究证实在乳房内灌注Nisin后，患病乳区乳腺组织得到一定程度修复，日产奶量逐渐恢复，治愈后患病乳区牛奶乳脂肪、乳蛋白、乳糖和非脂乳固体含量都呈现上升趋势；其中，乳糖含量增加幅度较快，提示受损乳腺组织修复较快，乳腺上皮细胞合成乳成分的能力大幅度提高。每天每头奶牛饲料中添加50克抗菌肽制剂，能极显著降低牛奶中的体细胞数，提高乳脂率，但对乳蛋白率没有影响，并在一定程度上防止隐性乳房炎的发生。研究证明，抗菌肽有助于产奶量的提高和乳中体细胞数的降低，但对乳成份的改变不一致，尤其是对乳糖、乳脂和乳蛋白的影响。

四、结论

在奶牛饲料中，添加300～400克/吨的桑蚕抗菌肽，可显著提高产奶量，显著降低乳中体细胞数。

作者简介 柳涵(1983-)，男，农业推广硕士。

通讯作者：高树新（1967-），女，教授，研究方向：动物遗传育种与繁殖。

基金项目：内蒙古自治区自然科学基金项目（2012MS0403）。