无角牦牛与有角牦牛血液生理、生化指标的比较研究

张志飞，梁春年，郭 宪，王宏博，丁学智，吴晓云，褚 敏，裴 杰，拉 环，张国模，阎 萍＊

（1.中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所，甘肃省牦牛繁育工程重点实验室，兰州730050；2.青海大通牛场，西宁810102）

无角牦牛与有角牦牛血液生理、生化指标的比较研究

张志飞1，梁春年1，郭 宪1，王宏博1，丁学智1，吴晓云1，褚 敏1，裴 杰1，拉 环2，张国模2，阎 萍1＊

（1.中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所，甘肃省牦牛繁育工程重点实验室，兰州730050；2.青海大通牛场，西宁810102）

摘 要：本研究从血液生理、生化指标水平探讨有角和无角牦牛群体的体况和代谢差异，为无角牦牛新品种的选育提供理论依据。试验检测了有角、无角牦牛群体的30项血液生理与生化指标，并用独立样本t检验对两个群体测得的各项指标进行了比较分析。结果表明，两群体间有11项指标差异极显著（P＜0.01），5项指标差异显著（P＜0.05），14项指标差异不显著（P＞0.05）。从测定的数据初步判定，有角与无角牦牛群体在高原低氧适应性、肝脏代谢、肾脏代谢及骨质形成方面存在一定差异，无角牦牛比有角牦牛更适应高原低氧的环境。本试验结果可为牦牛品种资源的合理保护和利用以及新品种的选育提供科学依据。

关键词：牦牛；有角和无角群体；生理、生化指标

牦牛是适应高寒、低氧高海拔地区的唯一牛种，属草食性反刍家畜，具有肉、乳、毛、役等多种经济用途［1］。在放牧体系生产中，牦牛的角具有重要作用。随着传统饲养方式的多元化，放牧加补饲、舍饲等饲养方式逐步增多，牦牛的规模化、集约化养殖逐渐发展起来。有角家畜在规模化和集约化饲养中易相互伤害，破坏圈舍，损坏设施。因此，世界各国的科学家在培育新的肉牛品种的同时，非常注重培育无角家畜品种。目前普遍采用强度选择淘汰与选种选配相结合的方法进行无角牦牛新品种的培育。据蔡立［2］研究，无角牦牛数量随着纬度的增高而增多，北纬31°以下的低纬度地区几乎全为有角牦牛。从生态学的角度看，牦牛角的有无与其御寒保暖、体热散失有关。牦牛品种间（类群）角的有无差异较大，无角牦牛可能更适应高原寒冷的气候［3］。开展无角牦牛新品种的适应性评定，应该既考虑其生产性能，又要考虑其生理生化指标。血液生理、生化指标是研究动物生长发育的重要参考［4］，可以反映动物的健康状况、品种或品系的遗传特性、生长环境等内外环境因素的影响［5］，利用畜禽某些血液生化指标与其生产性能的相关来预测畜禽的生产力和进行早期选种早已受到许多学者的重视，并取得了较大的进展［6］。李春生［7］、黄国发等［8］、钟光辉等［9］、邱刚等［10］分别测定了大通牦牛、九龙牦牛、林芝牦牛的部分血液生理、生化指标，为牦牛疾病临床诊断提供了一定的参考依据。本试验对有角牦牛与无角牦牛的血液生理、生化指标进行了系统的测定并作了详细比较，以期为探索无角牦牛的种质特性和无角牦牛新品种的培育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1试验动物

试验牦牛选自海拔高度2 900m的青海省大通种牛场生产1队，放牧在同一类型草场的4岁龄牦牛群体，包括有角牦牛50头，无角牦牛43头，均为母牛。

1.2血样采集

禁食12h后颈静脉采血4mL，置于EDTA－K2抗凝采血管中轻轻混匀，用于血常规测定；另取4mL注入干燥真空非抗凝采血管，放入装有冰袋的采样箱，带回实验室检测。

1.3血液生理与生化指标测定

抗凝血用SysmexpocH－100iv Diff动物血细胞分析仪（日本希森美康电子有限公司）进行测定。测定白细胞（WBC）、红细胞（RBC）、血红蛋白（HGB）、血小板（PLT）水平及红细胞压积（HCT）、平均红细胞体积（MCV）、平均红细胞血红蛋白量（MCH）、平均红细胞血红蛋白浓度（MCHC）。

非抗凝血用3 000r／min离心15min，提取血清备用，用Alfra XL－640全自动生化分析仪（德国欧霸有限公司）进行测定。测定总胆红素（TBIL）、直接胆红素（DBIL）、间接胆红素（IBIL）、总蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、球蛋白（GLB）水平；白球比（A／G）；谷丙转氨酶（GPT）、谷草转氨酶（GOT）、碱性磷酸酶（ALP）、谷氨酰胺基转移酶（GGT）、乳酸脱氢酶（LDH）、肌酸激酶（CK）活性；谷草／谷丙（GOT／GPT）；尿素（UREA）、肌酐（CRE）、尿酸（UA）、葡萄糖（GLU）、甘油三酯（TG）、总胆固醇（TCHO）及钙（Ca）、磷（P）水平。

1.4数据统计分析

测得的生理生化指标试验数据通过SPSS 16.0统计软件进行统计分析，结果以平均值±标准差表示，对有角、无角群体进行独立样本t检验分析，以P＜0.05为差异显著性判断标准。

2 结果与分析

2.1无角牦牛群体与有角牦牛群体血液生理指标的比较

由表1可知，无角、有角牦牛群体间血液MCH、RBC差异极显著（P＜0.01），HGB、HCT差异显著（P＜0.05），其中无角牦牛血液RBC、HCT、HGB测值较高，而MCHC含量较低。其他血液生理指标在无角牦牛、有角牦牛群体间差异不显著（P＞0.05）。

表1　无角牦牛和有角牦牛血液生理指标测定结果Table 1 The results of physiological indexes of polled and horned yaks

2.2无角牦牛群体与有角牦牛群体血清生化指标的比较

由表2可知，无角、有角牦牛群体间血清DBIL、GOT、LDH、UREA、CRE、UA、Ca、TG含量及A／G差异极显著（P＜0.01），GPT、TBIL、P含量差异显著（P＜0.05），其中无角牦牛血清GOT、LDH、CRE、UA、GPT含量及A／G高于有角牦牛的，而血清DBIL、UREA、Ca、TG、TBIL、P含量低于有角牦牛的。其他血液生化指标在有角、无角群体间差异不显著（P＞0.05）。

表2　无角牦牛和有角牦牛血清生化指标测定结果Table 2 The results of biological indexes of polled and horned yaks

3 讨 论

3.1无角、有角牦牛群体高原低氧适应性的差异

动物高原适应性是种群和个体间存在很大差异的遗传性状，是一个多基因控制的数量性状，但这种性状的表型很难用统一的量化标准来准确描述，适应性在基因表达、细胞发育、组织器官构造、呼吸和代谢机能调节等方面都有表现，且受先期经验和其他因素的影响［12］。本试验选用的有角、无角牦牛群体均生活在同一海拔区域，年龄相同，可排除环境与年龄的影响。血液RBC、HGB增多是许多生活在高原动物的血液学特征［13］。甘肃鼢鼠低氧适应后血液RBC、HGB浓度和HCT均显著升高，而MCV、MCH及MCHC明显下降［14］。本试验所测定的血液生理指标中，无角牦牛血液RBC极显著高于有角牦牛，HGB、HCT显著高于有角牦牛。较高的血液运输氧气能力是适应高原环境的一项重要机制，RBC是血液中氧气运输的载体，RBC、HGB数量的增多有利于机体携带更多的氧气。无角牦牛MCH极显著低于有角牦牛，与无角牦牛血液MCV低于无角牦牛一致，MCV的减小降低了血液黏滞度，促进了血液循环，可以更好地适应低氧环境。综合以上指标，初步得出无角牦牛群体血液运输氧的能力强于有角牦牛。

新陈代谢是动物重要的生命特征，其中许多代谢酶起着关键的作用。LDH家族与低氧适应密切相关，它们可把丙酮酸还原成乳酸，把乳酸氧化为丙酮酸，是参与糖无氧酵解及糖异生的一类关键酶。不同年龄段的小鼠被放入低氧、低压环境30min后，血清LDH水平开始增高，血液中LDH水平提高反映整体代谢发生了变化［15］。郑玉才等［16］研究发现，牦牛心肌组织总LDH活力及LDH1的Km（NADH）值高于普通牛，这表明牦牛机体氧化能力下降。同时发现牦牛肌肉组织中LDH5的Km值亦显著高于普通牛，由此推断牦牛血液LDH的活力及酶学特性的改变是其适应低氧的结果［16］。本试验中无角牦牛血液中LDH含量极显著高于有角牦牛。LDH参与的乳酸代谢作为低氧环境中大脑的主要能量来源对于神经细胞生成具有重要意义［17］。

综合血液生理和生化指标，无角牦牛血液运输氧气的能力及无氧代谢能力优于有角牦牛，二者对于高原低氧的环境适应能力存在差别，初步推测无角牦牛群体更适应高原低氧的环境，其分子机制有待进一步研究与证实。

3.2无角、有角牦牛群体肝脏代谢的差异

GPT、GOT通过转氨基作用促进蛋白质的分解、合成等中间代谢过程并在蛋白质、脂肪、糖三者相互转化中发挥着重要作用。肝脏、肾脏、骨骼肌、心脏中含较多的GOT和GPT，其活性高低反映了蛋白质的合成和分解代谢状况。血清中这两种酶在正常情况下活性很小，当肝脏组织发生病变或损害时，血液中的GOT和GPT活性会增加，因此可作为临床诊断指标［18－20］。刘长英等［21］研究发现，甘南藏羊血清GOT活性显著高于蒙古羊，但差异不显著。其进一步的研究发现，当GOT活性升高时，羊体内氨基酸代谢旺盛，有利于蛋白质的合成及氮在体内的蓄积，提高机体对饲料的利用率，机体得以快速生长。也有研究表明，印度耐冷品种羊的GOT和GPT高于耐热品种羊［22］，可见GPT、GOT的差异可影响蛋白质合成速度，从而影响机体的生长发育。无角牦牛血清GOT及GPT均显著高于有角牦牛的，其蛋白质合成及机体对饲料的转化效率更高，推测无角牦牛对高原高寒环境有更好的适应性。

白球比为血清中白蛋白与球蛋白含量的比值，ALB与TG均在肝脏中合成，GLB由机体免疫器官分泌。血清中ALB和TG的含量分别体现了肝脏实质的贮备功能和体脂动员入血的能力。无角牦牛血清ALB高于有角牦牛，而血清TG极显著低于有角牦牛，推测无角牦牛蛋白质代谢旺盛，肝脏实质的贮备能力强于有角牦牛，而有角牦牛的体脂动员入血能力强于无角牦牛。血清胆红素大部分来源于血液中衰老红细胞裂解的血红蛋白，IBIL通过肝脏代谢生成TBIL。血清胆红素常作为地中海贫血、代谢综合征的诊断标志物［23－24］。TBIL也与脂类代谢有关，肝细胞脂化或受损伤时，血液中胆红素会升高［25］。有角牦牛血清TBIL、DBIL高于无角牦牛，而无角牦牛血清GOT、ALB及GPT高于有角牦牛，说明无角牦牛群体与有角牦牛的肝脏代谢相关指标的差异并不是由于肝细胞损伤或者疾病引起，而可能是两者的肝脏代谢机制存在一定差异，这有待进一步研究。

3.3无角、有角牦牛群体肾脏代谢功能差异

血清中UREA、UA、CRE浓度是作为评价肾脏功能和蛋白质代谢的重要指标。UREA由肝脏产生，经肾小球过滤排出体外。UA是嘌呤核苷酸代谢的最终产物，2／3的UA经肾脏清除［26］。血清UA与流行性肥胖、糖耐受、血脂异常、高血压等导致心血管疾病相关［27］。血清CRE是肌酸的代谢产物，肌酸为肌肉收缩时的能量来源与储存形式，高含量的血清CRE与个体活动强度、肾小球过滤功能有关。高原空气稀薄，运动强度较大，会代谢产生大量的CRE。有角牦牛血清UA、CRE极显著低于无角牦牛，而血清UREA则极显著高于无角牦牛。血清UA相对较低可能与血浆中含有较高的雌激素有关，雌激素水平升高有助于提高肾脏的清除效率［28］，此次测定的血清UA群体均为雌性，二者出现差异可能与群体活动强度、肾小球过滤功能有关，还可能与两个群体的雌激素水平有关，这有待于进一步研究。

3.4无角、有角牦牛群体骨质形成差异

血液中Ca、P的含量是反映动物健康状况的重要指标。Ca、P共同参与骨骼的构建、生长、繁殖等功能［29］。血清ALP活性是反映成骨细胞活性及骨生成状况的生化指标，主要为肝源性和骨源性ALP。犊黄牛血清游离Ca含量显著高于成年黄牛［30］，随着年龄的增长，牦牛血清中Ca含量逐渐降低，差异显著；而血清P含量不稳定；血清ALP活性随着年龄的增长呈现递减趋势，差异显著［31］。犊黄牛、犊牦牛在幼龄阶段生长发育迅速，需要更多的Ca，ALP的活性也因此较高。本试验群体均为4岁龄牦牛，有角牦牛血清Ca、P含量及ALP活性高于无角牦牛，初步推测为有角牦牛牛角的发育需要大量Ca、P并需要大量的ALP在骨骼沉积Ca、P的代谢过程中发挥作用。

4 结 论

本试验比较系统地测定、分析了无角牦牛与有角牦牛群体血液生理、生化指标，初步发现二者多项血液生理、生化指标差异显著或极显著，表现在高原低氧适应性、肝脏代谢、肾脏代谢、过滤及骨骼生长方面有差异，为探索无角牦牛的种质特性和无角牦牛新品种的适应性评价提供了参考。

参考文献：

［1］ Qiu Q，Zhang G J，Ma T，et al.The yak genome and adaptation to life at high altitude［J］.NatGenet，2012，44（8）：946－949.

［2］ 蔡 立.中国的牦牛［J］.西南民族学院学报（畜牧兽医版），1980，2：7－12.

［3］ 任 强.牦牛角的形态发生及其SHH和β－catenin的表达［D］.杨凌：西北农林科技大学，2008.

［4］ Zelus D，Robinson－Rechavi M，Delacre M，et al.Fast evolution of interleukin－2in mammals and positive selection in ruminants［J］.JMolEvol，2000，51（3）：234－244.

［5］ 覃荣春，安 欣，刘培琼，等.剑白香猪8世代的生长发育测定［J］.山地农业生物学报，2006，25（3）：265－267.

［6］ 朱明霞，刘文强，侯国生.鲁西地方黑猪血液生化指标与肉量和肉质的相关性研究［J］.畜牧与兽医，2013，45（8）：62－66.

［7］ 李春生.大通牦牛生理生化指标的测定［J］.黑龙江畜牧兽医，2014，3：168－170.

［8］ 黄国发，李 莉，陈付菊.大通含野血牦牛10项血清生化指标的测定［J］.甘肃畜牧兽医，2006，36（6）：13－14.

［9］ 钟光辉，文勇立，字向东，等.九龙牦牛生理生化指标的测定［J］.西南民族学院学报（自然科学版），1995，2：168－172.

［10］ 邱 刚，李家奎，芮亚培.林芝成年牦牛若干生理指标的测定［J］.江苏农业科学，2012，40（11）：219－220.

［11］ 熊年年，陈亚宁，周 君，等.皖东黄牛部分血液生理生化指标的测定［J］.安徽科技学院学报，2014，28（1）：19－22.

［12］ 张 浩.藏鸡高原低氧适应生理机制及其杂交利用研究［D］.北京：中国农业大学，2005.

［13］ 韩树鑫，苟 潇，杨舒黎.动物低氧适应的生理与分子机制［J］.中国畜牧兽医，2010，37（9）：29－34.

［14］ 杨 静，李金钢，何建平，等.甘肃鼢鼠血象及其与低氧适应的关系［J］.动物学杂志，2006，41（2）：112－115.

［15］ Koudelova J，Rauchova H，Vokurkova M，et al.Activity of lactate dehydrogenase in serum and cerebral cortex of immature and mature rats after hypobaric hypoxia［J］.NeurochemRes，2006，31（7）：915－919.

［16］ 郑玉才，赵兴波，周 静，等.牦牛乳酸脱氢酶－1两种遗传变异体的纯化及酶学特性比较［J］.中国农业科学，2009，42（3）：1047－1052.

［17］ O’Brien J，Kla K M，Hopkins I B，et al.Kinetic parameters and lactate dehydrogenase isozyme activities support possible lactate utilization by neurons［J］.NeurochemRes，2007，32（4－5）：597－607.

［18］ Nozaki T，Kato T，Komiya A，et al.Retraction－related acute liver failure after urological laparoscopic surgery［J］.CurrUrol，2014，7（4）：199－203.

［19］ Pang C，Zheng Z，Shi L，et al.Caffeic acid prevents acetaminophen－induced liver injury by activating the Keap1－Nrf2antioxidative defense system［J］.Free RadicBiolMed，2015，91：236－246.

［20］ 张 霞，程富胜.GPA对小鼠肝损伤血清及肝组织中GOT、GPT的影响［J］.中兽医医药杂志，2011，13（4）：17－19.

［21］ 刘长英.甘南藏羊肉用品质及血液生化指标的研究［D］.兰州：甘肃农业大学，2007.

［22］ Banerjee D，Upadhyay Ramesh C，Chaudhary Umesh B，et al.Seasonal variations in physio－biochemical profiles of Indian goats in the paradigm of hot and cold climate［J］.BiologicalRhythmResearch，2015，46（2）：221－236.

［23］ Yang H，Wang Q，Zheng L，et al.Clinical significance of UGT1A1genetic analysis in Chinese neonates with severe hyperbilirubinemia［J］.Pediatr－Neonatol，2015，57（4）：310－317.

［24］ Benton M C，Lea R A，Macartney－Coxson D，et al.Serum bilirubin concentration is modified by UGT1A1haplotypes and influences risk of type－2diabetes in the Norfolk island genetic isolate［J］.BMC Genet，2015，16（1）：1－15.

［25］ 薛瑞益.围产期奶牛血中某些生化指标与脂类代谢病关系的研究［D］.呼和浩特：内蒙古农业大学，2006.

［26］ 黎 江.钦州地区雌性黄牛部分血液生化指标的测定及其相关分析［D］.南宁：广西大学，2011.

［27］ Nagayama D，Yamaguchi T，Saiki A，et al.High serum uric acid is associated with increased cardio－ankle vascular index（CAVI）in healthy Japanese subjects：A cross－sectional study［J］.Atherosclerosis，2015，239（1）：163－168.

［28］ Anton F M，Garcia Puig J，Ramosn T，et al.Sex differences in uric acid metabolism in adults：Evidence for a lack of influence of estradiol－17beta（E2）on the renal handling of urate［J］.Metabolism，1986，35（4）：343－348.

［29］ 张 帆，纪守坤，张乃锋，等.磷酸脲对羔羊血清和肌肉钙、磷含量及血清相关代谢激素含量的影响［J］.动物营养学报，2015，27（3）：845－852.

［30］ 袁海洲，严得元，袁志芸.青海省湟源县本地黄牛四项血清钙指标的测定［J］.青海畜牧兽医杂志，2002，32（5）：9－10.

［31］ 李 莉，俞红贤，沈明华.不同发育期牦牛血清钙、无机磷和碱性磷酸酶的测定及分析［J］.青海大学学报（自然科学版），2007，25（1）：70－72.

（责任编辑 卢庆萍）

中图分类号：Q461

文献标识码：A

文章编号：1671－7236（2016）12－3257－06

doi：10.16431／j.cnki.1671－7236.2016.12.026

收稿日期：2016－03－01

基金项目：中国农业科学院牦牛资源与育种创新工程（CAAS－ASTIP－2014－LIHPS－01）；现代肉牛牦牛产业技术体系（CARS－38）

作者简介：张志飞（1991－），男，江苏邳州人，硕士，研究方向：动物遗传育种与繁殖，E－mail：zhangzhifei0320＠sina.com

通信作者：＊阎 萍（1963－），女，山西运城人，研究员，研究方向：动物遗传育种与繁殖，E－mail：pingyanlz＠163.com

Comparison of Blood Physiological and Biological Indexes of the Polled Yak and Horned Yak

ZHANG Zhi－fei1，LIANG Chun－nian1，GUO Xian1，WANG Hong－bo1，DING Xue－zhi1，WU Xiao－yun1，CHU Min1，PEI Jie1，LA Huan2，ZHANG Guo－mo2，YAN Ping1＊
（1.KeyLaboratoryofYakBreedingEngineering，LanzhouInstituteofHusbandryandPharmaceutical Sciences，ChineseAcademyofAgriculturalSciences，Lanzhou730050，China；2.QinghaiDatongYakFarm，Xining810000，China）

Abstract：The blood physiological and biological indexes were determined in both polled and horned yaks，to investigate the differences of body condition and metabolism between the two breeds，and provide a comprehensive understanding for new yak breeds.Thirty physiological and biochemical indexes of the polled and horned yaks were measured，and all these data were analyzed by independent－samplesttest to compare the same index between the two groups.The results showed that there were extremely significant differences（P＜0.01）in 11indexes，5indexes reached significant differences（P＜0.05）and no significant differences（P＞0.05）in 14indexes between the polled and horned yaks.The results suggested that the polled yak was easier to adapt to the plateau hypoxia and there were many differences in adaptability of plateau hypoxia，kidney metabolism，liver metabolism and the growth and development of the bone between the polled and horned yak.This study could provide scientific basis for better protection and utilization of yak and the selection of the new yak breeds.

Key words：yak；polled and horned yaks；physiological and biochemical indexes