后备奶牛营养与健康技术研究进展

高铎，李苏敏，魏家琳，刘帅，曹志军

（中国农业大学动物科学技术学院/动物营养学国家重点实验室，北京 100193）

后备奶牛培育在奶牛养殖过程中至关重要，涉及后备牛的初乳管理、饲养方式、生长发育，以及疾病和繁殖等多个方面。科学技术支撑着产业的健康、稳定与发展。为提高我国的后备奶牛培育水平，增加后备奶牛培育的科技含量，加强和搞好后备奶牛培育技术的研究和应用，本文回顾了后备奶牛营养与健康技术相关研究进展，主要回顾了生理指标测定技术、现代组学技术、繁殖技术以及健康评估与行为监测技术等方面取得的研究进展，以期为后备奶牛的健康、高效培育提供指导。

1 后备奶牛生理指标测定技术

1.1 犊牛芯片测温技术

体温测量常被用来评估牛的健康状况。当机体出现免疫反应时，体温通常会升高以对抗感染。高于正常体温1.5℃通常作为犊牛免疫反应和疾病发作的指标[1]。芯片测温技术就是通过把射频识别（RFID）微芯片注射到皮下或肌肉中来获得犊牛的识别号码和体温。植入前，使用水浴对RFID微芯片进行准确性、精度和读数之间的重复性验证。使用碘溶液清洗注射部位，然后用无菌注射器将微芯片植入犊牛耳骨上部皮下、肩胛骨上部皮下和颈部斜方肌内。经过10min适应期后，连续2min采集微芯片读数，同时测量直肠温度进行比较。结果表明，该温度测定微芯片在体外试验中是精准的，在犊牛体内的结果也可重复。试验结束后，对犊牛实施安乐死，取出所有微芯片。结果在植入部位均未观察到炎症、脓肿反应或微芯片迁移的发生，说明微芯片的植入对犊牛没有损伤，可以应用于被动监测犊牛体温，确定与犊牛疾病（如发烧）相关的基准体温和偏差[2]。

1.2 局部体重秤测定犊牛体重技术

监测犊牛的早期增重情况有助于明确其健康状态，评估营养方案的可行性，以及调控犊牛的生长发育。目前牛场最精确的犊牛测重方法是使用电子秤测量，但该方法需要人工测定，耗费大量的劳动力。另一个间接估算犊牛体重的方法是测量胸围，然后通过公式计算体重，此法也需要耗费大量人力，有时还需要人员培训以避免人为的错误。Melissa等[3]研究设计了一种连接在自动喂奶机上的局部体重秤，该设备能记录犊牛每次使用喂奶机时的体重，自动计算日平均体重，并存储在计算机中。自动喂奶机的磅秤上有一个无线射频识别面板，犊牛必须把两个前肢放在上面才能从奶嘴中获取牛奶，这就保证了所有的犊牛能够在相同条件下进行称重。结果表明该局部体重秤与电子秤的测量结果偏差很低，具有一定的可信性，加之该方法能够节省大量人力，因此可有效地用于估算犊牛体重。

1.3 脉搏血氧仪测定技术

血气分析仪用于测定新生动物的动脉血氧饱和度，然而这种方法只能通过采集血液样本进行测定，且不能实现连续监测。脉搏血氧仪是一种无创、易于使用的测定技术，可用于监测动物的血氧饱和度和脉搏等重要参数。脉搏血氧仪可用于监测犊牛是否缺氧，特别是在高风险情况下，如出生后的犊牛以及患有肺部疾病的犊牛，可做到早发现早治疗。如图1所示，将传感器放置在犊牛前蹄的趾间，并用乳胶蹄套固定。传感器电缆连接到脉搏血氧仪，通过蓝牙将数据无线传输到设备的屏幕上显示数值，并每隔2s保存相应的数据。最后，将新生犊牛的脉搏血氧仪与便携式血气分析仪和心率带的测定结果进行参考比较。结果表明，脉搏血氧仪和血气分析仪测定值的相关系数为93.8%，脉搏血氧仪和心率带测量的脉搏率相关系数为97.7%。Bland-Altman图（用于评估数据的一致性）显示，与相应的参考方法相比，脉搏血氧仪适用于新生犊牛的动脉血氧饱和度和脉搏的持续监测[4]。

图1 脉搏血氧仪的技术设备和传感器与犊牛的连接[4]

2 新型饲料添加剂的开发与应用

犊牛的消化和免疫系统尚未发育完全，容易受到外界环境的影响。在犊牛饲料中补充合适的添加剂，可以达到节本增效的目的。笔者列举了一些新型犊牛饲料添加剂（表1），主要包括海藻、红蜂胶、核苷酸、丝兰提取物、没食子酸、三丁酸甘油酯和溶血磷脂（LYSO）在犊牛饲料中的开发和应用，其在改善犊牛生长和健康上具有潜在的应用效果。例如，蜂胶作为一种天然的添加剂，可以提高机体的免疫力，具有预防疾病的效果。在犊牛日粮中补充红蜂胶可以降低粪便评分，减少腹泻天数和治疗频率，表明蜂胶有改善犊牛健康和降低犊牛腹泻发生的潜力，并能减少在治疗时使用抗生素[5]。核苷酸参与多种生物过程，包括遗传信息的编码、生物合成途径的调控以及能量的转移。日粮中的核苷酸可作为细胞生长和分裂的生理介质、辅酶成分和促进因子，调控机体的免疫反应和肠道健康。机体在应激条件下（如营养缺乏）或快速生长阶段对核苷酸的需求特别高。但是通常情况下，常乳的核苷酸含量比初乳低，在哺乳期，牛奶中核苷酸含量进一步下降，可能是由于它们部分用于乳腺细胞DNA合成所导致。苷酸含量更少。研究表明，通过口服5g/d核苷酸，饲喂后第3天可提高犊牛肝脏抗氧化能力，增强细胞抗氧化应激损伤的能力。此外，口服核苷酸可增加犊牛肠绒毛高度和隐窝深度，对提高犊牛平均日增重和25日龄屠宰重也有积极作用[6]。另一新型饲料添加剂是LYSO，这是一种乳化剂，可提高饲粮中脂肪的消化率。目前许多代乳粉使用植物来源的脂肪（如棕榈油），会影响新生犊牛的营养吸收，可以考虑使用LYSO来改善这一情况。研究表明，在代乳粉中添加4g/d的LYSO可提高犊牛平均日增重以及犊牛断奶时（56日龄）的体重（对照组：52.11±2.33kg；LYSO组：56.73±2.33kg）。并且LYSO可以改善犊牛的粪便评分，尤其是在腹泻风险期（1～28日龄），对照组犊牛在任何一天出现异常粪便评分的几率是LYSO组犊牛的13.57倍[7]。可见，合理使用饲料添加剂可以提高犊牛的消化和免疫水平，同时能够提高犊牛生长性能，降低犊牛腹泻的风险。此外，在选择犊牛的饲料添加剂时，还应综合考虑不同生长阶段犊牛的饲料添加剂的种类和添加量，并对经济效益进行评估。

表1 不同添加剂及其在犊牛上的应用效果

3 现代组学技术

基于组学技术研究初乳样品，可以明确初乳饲喂以及热处理对初乳中生物活性物质含量的影响；基于犊牛血液样本，可以鉴定出饲喂热处理初乳后犊牛血液中蛋白质和代谢物的变化，明确初乳饲喂后犊牛肠道吸收的代谢产物组成和变化；探究饲料导致的瘤胃酸中毒对瘤胃、肠道以及肝脏发育的影响；还可以明确后备奶牛瘤胃菌群随日粮和年龄的变化，进而调控瘤胃菌群以改善犊牛健康和提高未来产奶量。

3.1 初乳饲喂及热处理对犊牛的影响

初乳作为犊牛出生后的第一餐，对其未来的健康生长至关重要。本团队前期研究发现，高质量的初乳可帮助犊牛在出生后立即建立自身的免疫防御反应和抗氧化系统，有助于减少有害微生物的影响，促进肠道发育，从而降低犊牛的发病率和死亡率。因此，为新生犊牛提供优质初乳具有非常重要的作用[12]。

初乳饲喂影响犊牛血清蛋白质组。Mann等[13]研究了饲喂热处理初乳对犊牛血清蛋白质组的影响，结果在血清中共鉴定出663种差异蛋白，其中261种丰度增加，67种丰度降低。在大量增加的血清蛋白中，很多都与免疫反应、凝血、补体途径和抗菌肽有关。在大量减少的血清蛋白中，与补体替代途径和膜攻击复合体有关。对空肠食糜的分析显示，初乳饲喂后，犊牛肠道食糜中酪蛋白、乳铁蛋白和骨桥蛋白水平呈时间依赖性下降，而阳离子胰蛋白酶、糜蛋白酶和羧肽酶呈上升趋势。在初乳和肠食糜中还发现了多种蛋白酶抑制剂，如α-1抗蛋白酶、α-2抗纤溶酶。此外，在肠道食糜和初乳中检测到相同水平的白蛋白、α-1酸性糖蛋白和纤溶酶原。肠道食糜中增加的蛋白质功能主要和抗生素的生物合成、碳代谢和氨基酸的生物合成有关。这些结果表明，初乳中的蛋白被胃肠道蛋白酶消化，有助于犊牛的肠道吸收，为胃肠道初乳的消化过程提供了新的见解[14]。

热处理对初乳蛋白质组、代谢组以及饲喂热处理初乳对新生犊牛血清代谢组有影响。奶牛场在饲喂新生犊牛前对初乳进行热处理，减少病原菌对初乳的污染。蛋白质组研究结果表明，与未加热的初乳相比，热处理初乳（60℃，30、60、90min）中62种差异蛋白含量下降超过2倍。受热处理影响的蛋白包括乳黏蛋白、几丁质酶3样蛋白1和补体成分C9，这些蛋白大部分参与免疫、酶功能和运输相关过程[15]。也有研究表明，对初乳进行热处理后（60℃，60min），25种蛋白质减少至少1.5倍，其中有9种被鉴定为补体蛋白，说明热处理初乳的饲喂对新生犊牛的免疫系统发育有重要的生物学影响[16]。此外，热处理初乳也会影响犊牛对初乳的吸收。研究表明，给犊牛饲喂热处理初乳后（60℃，60min），血清中有38种差异蛋白，其中参与糖酵解或糖原分解的多种酶的丰度降低，而促肠肽、胃抑肽和血清胰岛素的丰度增加。因此，新生犊牛从初乳中摄入了与先天免疫防御途径相关的重要蛋白[13]。Xu等[17]研究发现，在第一次饲喂热处理初乳（60℃，60min）8h内，犊牛血清代谢组发生显著变化，8h后，血清代谢组没有检测到任何变化，这可能与采样间隔时间以及犊牛肠道环境的变化有关。这些研究结果为进一步研究确定最佳热处理工艺，以确保新生犊牛获得含有最高营养和生物学价值蛋白质的初乳提供了重要基础。

3.2 瘤胃酸中毒对犊牛胃肠道及肝脏转录组的影响

虽然饲喂发酵饲料有利于犊牛瘤胃发育，但在断奶过渡时期饲喂淀粉源饲料会引起犊牛瘤胃挥发性脂肪酸产量增加，进而导致瘤胃pH值降低以及免疫抑制和炎症反应。因此，饲料的快速发酵和瘤胃上皮组织发育不全可能是犊牛瘤胃酸中毒的原因。

有研究通过饲喂高淀粉日粮诱导犊牛瘤胃酸中毒，探究其对瘤胃上皮的影响。基于转录组的结果发现，在瘤胃上皮共鉴定出672个差异表达基因，主要影响的生物学途径为细胞信号转导和形态发生，提示瘤胃酸中毒对瘤胃上皮发育的影响，为今后精确诊断和预防奶牛瘤胃酸中毒提供了基础[18]。Naren等[19]研究发现，饲喂诱导酸中毒饲料的犊牛空肠中转录组发生变化，使参与DNA复制的MCM和PCNA的表达水平下调。并且，酸中毒也导致空肠中编码氨基酸和肽转运体以及钠离子跨膜转运体基因的显著变化，影响了空肠组织细胞周期和蛋白质的消化吸收。对肝脏组织进行转录组分析发现，诱导性瘤胃酸中毒的犊牛肝脏组织中，共有428个差异表达基因。这些差异表达基因富集的通路包括细胞组成部分，表明瘤胃酸中毒影响犊牛的肝脏发育。具体来说，上调的基因在急性期反应、丙酮酸代谢过程和质子受体富集。12个转移酶活性相关基因中，有2个上调的基因参与了肝脏的脂质代谢，表明饲料诱导的酸中毒对肝脏代谢有直接影响。该研究揭示了断奶后犊牛瘤胃酸中毒导致的肝脏生理重塑过程，这将有助于未来基于RNA测序的奶牛瘤胃酸中毒的诊断和精确管理[20]。

3.3 后备奶牛瘤胃微生物组

在成年反刍动物中，瘤胃是降解饲料和吸收营养物质的主要场所。相比之下，犊牛瘤胃在容量、吸收能力和代谢方面发育不全。在生命的最初几个月里，犊牛瘤胃通过采食的固体饲料和微生物发挥功能[21]。随着犊牛日龄的增长，伴随着固体饲料采食量增加、瘤胃菌群的多样性和丰度发生改变，犊牛瘤胃快速发育。成年奶牛瘤胃菌群与产奶量[22,23]和成年后瘤胃菌群的稳定性相关[24]，通过研究瘤胃菌群，不仅可以明确犊牛生命早期瘤胃微生物随日粮和过渡期（断奶）的变化，还可以为调控瘤胃菌群以改善犊牛健康和提高未来产奶量提供参考。

Juliana等[25]探究了犊牛断奶前瘤胃菌群的变化，犊牛在出生后的前7d只饲喂初乳和常乳，第8天开始饲喂开食料。研究发现，瘤胃菌群中的拟杆菌属（拟杆菌、副杆菌、普雷沃氏菌）和链球菌属随日龄效应的变化最为明显，并且在出生后第7天成为优势菌，而在第28天被Bulleidia菌（糖分解菌）、普雷沃菌属、瘤胃球菌属和琥珀酸菌属取代，说明开食料饲喂促进了瘤胃中这些菌的定殖。Kim等[26]探究了断奶过渡期间，饲喂或不饲喂干草对犊牛瘤胃pH和菌群的影响。研究发现，瘤胃pH的变化影响了瘤胃菌群多样性和相对丰度，饲粮中添加粗饲料可缓解因瘤胃pH变化引起的亚急性瘤胃酸中毒。两组的瘤胃菌群多样性均在断奶前1周后下降，干草饲喂组和对照组分别在断奶时（第8周）和断奶后1周升高。并且，瘤胃菌群在门水平（拟杆菌门、放线菌门、柔壁菌门)和属水平（普雷沃氏菌属）上的相对丰度存在显著差异。干草饲喂组的纤维素降解菌（黄色瘤胃球菌和白色瘤胃球菌）的拷贝数更高，这些变化可能会影响犊牛断奶过渡时期瘤胃发酵功能的建立。Guo等[27]研究了断奶（出生后第6周）前后饲喂高量代乳粉的犊牛瘤胃菌群的变化，并确定这种变化是否与瘤胃发育存在一定的关系。研究发现，瘤胃菌群在断奶过程中均发生了转移，在断奶前、断奶时和断奶后这3个时期均有明显的差异，且在断奶过渡时期α多样性增加。在瘤胃黏膜鉴定的3个优势菌门中，变形菌门和拟杆菌门的相对丰度在断奶期间下降，厚壁菌门的相对丰度增加。断奶过渡期间，弯曲杆菌逐渐增加，而琥珀酸弧菌和普雷沃氏菌均在断奶前后一直占主导地位。另外，瘤胃黏膜内的锥体杆菌属与瘤胃乳头表面积呈正相关。瘤胃黏膜中瘤胃球菌UCG-005和Sharpea菌与丙酸、丁酸的浓度比例呈显著正相关。因此可以看出，犊牛在断奶期间的瘤胃菌群发生了变化，其中一些菌群可能对断奶期间瘤胃的发育有积极影响。

Dill-McFarland等[28]研究了奶牛从断奶（第8周）至第一次泌乳时瘤胃菌群的长期演替过程。研究发现，随着动物年龄的增长，β多样性下降，而α多样性增加。犊牛表现出与成年奶牛相似的微生物组成，但犊牛的操作分类单元（OTUs）与成年奶牛不同。在断奶至1岁之间，犊牛向成年奶牛瘤胃菌群类型过渡，而在断奶至2岁之间存在多个不同的OTUs，且菌群以普雷沃氏菌属为主。普雷沃氏菌属在瘤胃中具有多种代谢能力，包括发酵淀粉和木聚糖，产生丙酸、琥珀酸和醋酸酯。因此，普雷沃氏菌属可以占据多种生态位，特别是犊牛断奶期间日粮大幅变化时，有利于犊牛完成断奶过渡。由于犊牛在断奶时开始逐渐向成年奶牛瘤胃菌群过渡，并且成年奶牛瘤胃菌群可塑性低，考虑到改变奶牛的瘤胃菌群可以影响奶牛的奶产量，因此，犊牛瘤胃菌群的调控可能在断奶过渡期间是最有效的。在这个阶段对瘤胃菌群的调控可能会有助于目标菌群的有效建立，并在奶牛成年时期保持稳定。

4 后备奶牛繁殖技术

4.1 发情监测和分析技术

Plenio等[29]开发了牛发情监测和分析工具（BovHEAT），使用开源Python编程语言自动读取和处理SCR数据，可用于分析奶牛活动的原始数据，并进行错误检测和修正。BovHEAT使用专有算法将奶牛活动数据转换成活动变化系数（图2）。该发情监测和分析工具所呈现的优势可以对数千只动物的自动化行为监测数据进行研究，同时促进数据的重现性。由于BovHEAT是开源的，该工具可以支持奶牛科学家更好地理解奶牛的生理和行为，并开发新的决策支持工具来优化奶牛的繁殖管理。BovHEAT工具可在GitHub进行评估和下载。

图2 牛发情监测和分析工具（BovHEAT）[29]

4.2 产犊时间预测技术

研究人员开发了一个基于连续测量尾根腹部皮肤温度（ST）的产犊预测传感器，并评估了在两个不同环境奶牛场的产犊时间预测水平[30]。结果发现，基于该尾贴式传感器的24h预产期内的预测灵敏度为84.3%，预测精度为70.5%。A、B牧场的产犊警报到实际产犊间隔时间的均值和方差分别为12.7、5.8h和13.0、5.6h，没有显著差异。表明在不同的环境温度下，基于尾贴式传感器的ST连续测量模型可以有效预测产犊时间[30]。

5 后备奶牛健康评估与行为监测技术

5.1 呼吸道疾病风险评估技术

图3 一种穿戴式无线尾部皮肤温度传感器的结构和使用方法[30]

牛呼吸道疾病（BRD）是引起断奶前犊牛死亡的重要病因。美国加州大学戴维斯分校兽医学院科学家针对此开发了第一个牛呼吸道疾病风险评估工具（https://escholarship.org/uc/item/1jb2f7rm），通过对牛群的干预计划来预防和控制牛呼吸道疾病。风险评估工具包括风险评估问卷、加州BRD评分系统和防控牛群管理计划。风险评估问卷旨在调查犊牛饲养的各个方面，包括影响犊牛健康的一般管理措施，特别是BRD的管理措施[31]，主要分为牛群结构、产房管理、初乳管理、牛奶管理、疫苗接种、牛舍环境这六个部分。与问卷中调查的每个风险因素相关的风险评分依据两项观察性研究的数据进行估计[32,33]。在总分1 000分情况下，基于对断奶前犊牛呼吸道疾病的风险评分绘制热图，得分越高，颜色越深，代表患BRD的风险越大。根据识别出的风险因素，可以通过改变饲养管理来减轻牛群患病风险。在进行风险评估时，使用加州BRD评分系统或加州大学戴维斯分校BRD评分智能应用程序，确定牛群中断奶前犊牛的BRD患病率。评分系统总共包括六项：眼睛、鼻子、耳朵的状态以及是否咳嗽、喘息和体温过高。当总评分超过5分时，则犊牛有极大概率患BRD。在防控和干预前后对犊牛群进行呼吸疾病流行率的调查对比，以此来反映防控的措施是否有效。BRD防控牛群管理计划是根据第一部分中的牛群风险因素（因牛群结构无法改变，只包括“产房管理、初乳管理、牛奶管理、疫苗接种、牛舍环境”）逐一进行改变，并根据与牧场工作人员的讨论确定每个可行的干预措施，并记录实施计划、负责人员和时间表。研究建议，在风险评估工具确定的干预措施实施一段时间后，重新进行流行率估计，以便记录其对牛群BRD发生的影响。

5.2 行为指标预测犊牛疾病技术

通过监测行走、饮食、躺卧、反刍等行为的变化能够识别健康异常的牛只，目前用于行为监测的仪器主要包括耳标、项圈、脚环和自动饲喂器等。Belaid等[34]通过比较325头公犊牛在行走步数、采食次数、平均料桶停留时间、躺卧次数、平均躺卧时间的不同，发现病犊牛在发病前10d就已经表现出异常行为。与健康犊牛相比，表现在发病前10d停留在料桶附近的时间开始减少，发病前一天和当天前往料桶的行走频率减少，以及发病前9d躺卧次数开始下降，最终得出行为的改变可以作为犊牛疾病的早期预测指标的结论。Sutherland等[35]通过自动饲喂系统和三轴加速器记录了犊牛的采食和躺卧行为。研究发现，在被确诊前，腹泻犊牛的自由活动和采食量均低于健康犊牛。因此，通过先进设备对犊牛行为进行监测，能够识别出有患病风险的犊牛，从而提前进行预防性治疗，减少药物治疗导致的成本输出，降低犊牛的发病率和被动淘汰率。

6 后备奶牛腹泻预测与治疗

6.1 标志性微生物和代谢物预测犊牛腹泻

犊牛瘤胃尚未发育完全，消化系统和免疫系统仍在建立过程中，因此该时期是腹泻的高发阶段。本团队基于我国23个省份32.5万头后备奶牛的调研结果表明，主要的腹泻发病牛群为哺乳犊牛，占比为72.8%。2015-2019年，哺乳犊牛腹泻平均发病率为11.6%[36]。腹泻不仅会严重影响犊牛机体的正常生长发育，导致营养物质吸收不良，还可能会造成机体免疫力下降，继发感染多种呼吸道疾病和传染性疾病，严重时甚至造成犊牛死亡，给牧场带来巨大的经济损失，所以持续关注和预防犊牛腹泻对于牧场管理而言至关重要。

Ma等[37]利用16S rRNA基因测序技术研究了抗生素诱导的新生犊牛肠道微生物多样性、稳定性和组成的变化，发现使用抗生素治疗犊牛腹泻能够延缓肠道微生物多样性和稳定性的形成，并且导致肠道耐药菌丰度的增加。利用“随机森林”方法（人工智能计算技术），成功筛选出6种区分“健康”和“不健康（腹泻）”犊牛的肠道菌群的关键微生物标记物（Dorea、Streptococcus、Erysipelatoclostridium、Ruminococcus 2、Uncultured Lachnospiraceae和Trueperella），预测早期腹泻的准确率达84.3%。该研究为通过营养调控犊牛肠道菌群，降低腹泻发生率提供了新的视角。

肠黏附性大肠杆菌（EAEC）引起的腹泻可在犊牛中迅速传播，严重影响奶业发展。抗生素的滥用也加剧了多重耐药超广谱β-内酰胺酶（ESBL）大肠杆菌感染率。本团队基于多组学技术分析了大肠杆菌型腹泻犊牛和健康犊牛粪便差异微生物和代谢物，以确定早期犊牛大肠杆菌型腹泻的生物标志物。研究发现，共生菌Collinsella和Coriobacterium是介导ESBL-EAEC定殖抗性的关键微生物标记物。利用随机森林机器学习算法和Spearman相关分析发现，没食子酸、短链脂肪酸等与这些共生菌之间存在较强的正相关关系。进一步研究发现，没食子酸预处理对Caco-2细胞具有直接的抗菌作用，降低了结肠细胞炎症反应。并且，在脓毒症腹膜炎或口腔感染新生小鼠模型中发现，口服没食子酸可以介导结肠炎的缓解和恢复结肠短链脂肪酸的生成。该研究为预测和诊断新生犊牛ESBL-EAEC感染后的健康状况提供了后肠道菌群和肠道代谢产物的直接证据，为没食子酸作为潜在的抗生素替代品提供了新的见解[38]。Huang等[39]对腹泻犊牛和健康犊牛代谢途径中涉及的血液生物标志物进行了分析。在腹泻犊牛的血清中，发现了9个生物标志物，这些生物标志物参与重要的代谢途径，包括蛋白质消化吸收、ABC转运体、氨基酰-tRNA生物合成、矿物质吸收和脂肪酸生物合成。提示这些指标的失衡与犊牛腹泻的发生发展密切相关，这些生物标志物所涉及的代谢途径的靶向调控可能有助于犊牛腹泻的诊断、治疗和相关机制的研究。

6.2 粪菌移植技术

多项研究表明，粪菌移植技术有助于改善犊牛健康水平。吴兆海等[40]探究了粪菌移植（FMT）对被动免疫失败犊牛的生长和肠道健康的影响。该研究表明，FMT能够有效改善1周龄被动免疫失败犊牛的平均日增重及胴体重，降低犊牛腹泻发生的风险。并且对于改善被动免疫失败犊牛能量代谢、缓解应激状态、降低肠道上皮通透性具有积极作用。此外，FMT还有效地提升了被动免疫失败犊牛的肠道免疫健康和菌群结构及其抗病能力。尽管FMT已被应用于治疗犊牛腹泻[41]，但是由于牧场管理方法不同，最佳供体和受体的选择受到了多种限制，通过FMT来预防犊牛的多因素腹泻仍面临一些困难。Jahidul等[42]利用16S rRNA基因测序、宏基因组学和代谢组学技术，以及机器学习方法，阐明了影响FMT治疗犊牛腹泻成功和失败的因素。结果发现，将健康供体犊牛粪菌经直肠移植到20例受体腹泻犊牛体内，成功率可达70%，证明了FMT是治疗犊牛腹泻的有效解决方案。研究表明，FMT成功与否取决于供体和受体的粪便微生物组成。在成功的FMT案例中，供体犊牛中发现了Selenomonas和Sporobacter菌，在受体犊牛中发现了乳酸菌。Veillonellaceae科和代谢组特征（如氨基酸和短链脂肪酸）之间的相关性，以及供受体较低的3-磷酸甘油、异戊胺和磷酸二羟丙酮水平也有利于FMT的成功。因此，研究推测这些菌或代谢物的存在可能有助于FMT的疗效，这些发现可能有助于未来开发治疗犊牛腹泻的微生物疗法。

7 结语

后备奶牛的培育离不开专业技术的支撑。近年来后备奶牛营养与健康相关的技术，如健康评估与行为监测、粪菌移植、发情监测和分析以及产犊时间预测等技术取得了很大的进展。随着科技的迅速发展，这些专业技术的信息化、智能化程度也越来越高。未来，还需要对相关技术的经济效益进行评估，并加大相应技术的试点和推广，以助力我国后备奶牛的高质量培育，促进奶业的高质量发展。