不同断奶模式对犊牦牛生长发育、血清生化指标及抗氧化能力的影响

魏 佳，柏 琴，罗晓林，官久强，安添午，赵洪文，谭 武，李华德，谢荣清，沙 泉，江明锋，张翔飞

(1.西南民族大学，青藏高原动物遗传资源保护与利用教育部和四川省重点实验室，成都 610041；2.四川省草原科学研究院，成都 611731；3.阿坝州红原县刷经寺镇人民政府壤口便民服务站，阿坝 624400)

牦牛(Bosgrunniens)是青藏高原及其周边地区特有的家畜，为当地牧民提供重要的生产、生活资料，同时其肉、奶等畜产品也是当地畜牧业经济发展、牧民增收的重要来源。然而，由于青藏高原特殊的自然环境和地理位置，牦牛养殖的科学技术发展相对其他家畜较为滞后，仍多处于“靠天养畜”的传统纯放牧模式。随母放牧哺乳，至1岁左右自然断奶是目前犊牦牛的主要培育方式，此培育模式下，犊牦牛因放牧环境粗放、缺乏早期饲养管理、人畜争奶、营养不足、自然灾害等原因，导致发病率、死亡率高，生长发育缓慢，成为当前牦牛产业发展所面临的瓶颈问题。

近年来，国内外先后开展了犊牦牛早期断奶模式的尝试。武甫德等[1]于2005年首次报道了对犊牦牛进行10 d的短期断奶有利于提高母牦牛发情率；朱彦宾等[2]研究发现，5月龄早期断奶与传统随母放牧相比，犊牦牛生长未受到显著影响，同时，早期断奶有利于母牛产后繁殖能力的恢复。作者所在研究团队对于犊牦牛早期断奶也进行了探索：通过对犊牦牛进行早期诱饲训练实现了3月龄提前断奶，获国家发明专利授权(201510364108.3)；并在此基础上进一步将犊牦牛早期断奶时间进一步提前至7日龄，但试验结果显示，至60日龄时，7日龄断奶犊牦牛体重显著低于对照组[3]。因此，犊牦牛早期断奶培育模式需要更深入的研究和优化。益生菌是一类能够在宿主胃肠道内存活繁殖并发挥益生作用的活性非致病微生物，El-Tawab等[4]认为，微生态制剂可促进幼龄反刍动物提前断奶，改善胃肠道微生态菌群平衡。董晓丽[5]在早期断奶的荷斯坦犊牛的代乳品中添加植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌，犊牛生长性能得到显著提高。Kawas等[6]在羔羊补饲酵母菌的研究中也得到类似的结果。但给早期断奶犊牦牛补充益生菌的培育模式仍鲜有报道，犊牦牛对不同断奶模式的机体响应机制有待进一步研究。本试验通过比较随母放牧哺乳、早期断奶、早期断奶搭配益生菌3种断奶模式对犊牦牛生长发育、血清生化指标、激素分泌、免疫功能、抗氧化能力的影响，探索适宜的犊牦牛早期断奶模式，为高寒牧区犊牦牛早期培育提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物分组与饲养管理

于四川省草原科学研究院牦牛科技园区(位于阿坝州红原县，海拔3 500 m)选取24头体重相近、健康的新生犊牦牛，随机分入3个处理组，每个处理组8头犊牦牛，公母各半。对照组(GF)犊牦牛出生后在围栏牧场内随母放牧哺乳，不饲喂代乳粉或开食料，自然断奶。早期断奶组(EW)犊牦牛随母放牧哺乳至15日龄后隔离母犊圈养，开始饲喂代乳粉，以牦牛乳替代部分代乳粉作为过渡，逐渐减少牦牛乳的比例，过渡期7 d。代乳粉以温水溶解(1∶5)，早晚饲喂两次。当犊牦牛代乳粉采食量达0.5 kg/d时，开始为其提供开食料及天然牧草，自由采食，至犊牦牛开食料采食量连续3 d达到0.5 kg/d时停喂代乳粉[7]。90日龄时犊牦牛停喂开食料，转入天然放牧草场进行放牧饲养。代乳粉、开食料分别购自荷兰纽维德公司、绵阳铁骑力士饲料有限公司，代乳粉主要成分：乳清蛋白、椰子油、有机酸、乳化剂、矿物元素、维生素等；开食料主要成分：玉米、麦麸、豆粕、棉粕、植物油、矿物元素、维生素等，营养水平见表1。早期断奶+益生菌组(EWP)犊牦牛断奶过程同早期断奶组，并在代乳粉、开食料分别中添加0.1%、0.2%复合益生菌(乳酸杆菌、芽孢杆菌、酵母菌，总活菌数≥9.98×1011CFU/g，购自河北世翔生物技术有限公司)，复合益生菌的添加剂量经瘤胃体外发酵试验确定(数据未发表)。

表1 代乳粉、开食料的营养水平(饲喂基础)

1.2 样品采集及指标测定

1.2.1 生长性能 分别于犊牦牛30、60、90、150日龄时，对各处理组犊牦牛于晨饲前称重，并测定体尺指标：体高、体斜长、胸围、管围[8-9]。

1.2.2 血清生化指标 于犊牦牛30、60、90日龄时，采集各处理组犊牦牛晨饲前颈静脉血，室温静置1 h后3 000 r/min离心15 min分离血清，于-20 ℃冻存。利用全自动生化分析仪(Chemray 800，深圳雷杜生命科技有限公司)测定犊牦牛血清葡萄糖(GLU)、总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、尿素氮(BUN)、胆固醇(CHO)、甘油三酯(TG)水平；血清β-羟基丁酸(BHBA)通过酶联免疫吸附法(ELISA)测定，试剂盒购自上海酶联生物科技有限公司。

1.2.3 血清激素水平 血清中皮质醇(COR)、生长激素(GH)、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、三碘甲腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)水平采用ELISA法测定，试剂盒购自上海酶联生物科技有限公司。

1.2.4 免疫功能及抗氧化指标 以ELISA法测定血清中免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白G(IgG)、免疫球蛋白M(IgM)水平，试剂盒购自上海酶联生物科技有限公司。分别以酶促反应法测定血清中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH)含量，比色法测定丙二醛(MDA)含量，钼酸铵法测定过氧化氢酶(CAT)酶活，生化法测定超氧化物歧化酶(SOD)酶活，MDA检测试剂盒购自武汉伊莱瑞特生物科技股份有限公司，其他试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。

1.3 统计分析

利用SAS 9.4软件一般线性模型(GLM)进行数据统计分析，采用Student-Newman-Keuls(SNK)模型进行组间多重比较，结果变异程度以标准误表示，P<0.05表示差异显著。

2 结 果

2.1 不同断奶模式对犊牦牛生长发育的影响

由表2可知，30日龄时，EW、EWP组犊牦牛体重、体高、体斜长、胸围、管围均显著低于GF组(P<0.05)，EW与EWP组间无显著差异(P>0.05)。60～150日龄犊牦牛体重及体尺指标在各组间均无显著差异(P>0.05)。

表2 各组犊牦牛生长发育测定结果

2.2 不同断奶模式对犊牦牛血清生化指标的影响

由表3可知，30日龄时，犊牦牛血清GLU、TG、CHO浓度以EW、EWP组显著低于GF组(P<0.05)；同时EW组犊牦牛血清BUN、TP水平均显著低于GF组(P<0.05)。60日龄时，各组犊牦牛血清生化指标无显著差异(P>0.05)。90日龄时，EW、EWP组犊牦牛血清GLU、BUN与GF组相比显著增加(P<0.05)，EWP组TG浓度显著高于GF组(P<0.05)，其余指标在各组间无显著差异(P>0.05)。

表3 各组犊牦牛血清生化指标测定结果

2.3 不同断奶模式对犊牦牛血清激素水平的影响

由表4可知，30日龄时，EW组犊牦牛血清COR水平显著高于GF组(P<0.05)，该指标在EWP与GF组间差异不显著(P>0.05)；60和90日龄时各组犊牦牛血清COR水平无显著差异(P>0.05)。30日龄时，犊牦牛血清中GH、IGF-1水平以EW、EWP组显著低于GF组(P<0.05)。60日龄时，EW、EWP组犊牦牛IGF-1水平显著高于GF组(P<0.05)。90日龄时，EW、EWP组犊牦牛血清IGF-1与T4浓度均显著高于GF组，并且EWP组血清GH浓度显著高于GF组(P<0.05)。

表4 各组犊牦牛血清激素水平测定结果

2.4 不同断奶模式对犊牦牛血清免疫指标的影响

30日龄时，EW、EWP组犊牦牛血清IgA、IgG含量显著低于GF组(P<0.05)。60日龄时，EW、EWP组IgG水平亦显著低于GF组(P<0.05)。90日龄时，EW、EWP组犊牦牛血清IgA水平显著高于GF组(P<0.05)，IgG、IgM水平在3组间无显著差异(P>0.05)。

表5 各组犊牦牛血清免疫指标测定结果

2.5 不同断奶模式对犊牦牛血清抗氧化指标的影响

由表6可知，30日龄时，EW组犊牦牛血清SOD活性显著低于GF、EWP组(P<0.05)。60日龄时，EW、EWP组GSH水平显著高于GF组犊牦牛(P<0.05)。EWP组犊牦牛血清CAT活性在90日龄时显著高于GF组(P<0.05)。

表6 各组犊牦牛血清抗氧化指标测定结果

续表

3 讨 论

3.1 不同断奶模式对犊牦牛生长发育的影响

本研究结果显示，断奶早期(30日龄)EW、EWP组犊牦牛生长发育低于GF组，犊牦牛表现出一定的断奶应激负面影响。在研究过程中笔者也观测到，在断奶早期适应阶段犊牦牛的代乳粉采食量较低，制约了犊牦牛的生长发育速度。Lamb等[10]对15日龄肉犊牛进行为期28 d的试验发现，早期断奶组犊牛增重显著低于随母哺乳组，与本研究结果相似。本试验中，随着断奶应激的逐渐恢复，至60、90日龄时，EW、EWP组犊牦牛生长发育速度加快，各项生长发育指标与GF组已无显著差异，至150日龄时，EW、EWP组犊牦牛体重和体尺指标高于GF组，表现出更高的生长潜力，表明早期断奶并补饲代乳粉和开食料，未对犊牦牛后期的生长发育产生负面影响，其原因可能是断奶后科学的饲养管理与营养供给，使正处于快速生长阶段的犊牦牛获得了充足的养分用于生长发育。益生菌是一类对宿主有益的活性微生物，可定植于动物体胃肠道，调节微生态平衡。Timmerman等[11]研究发现，在代乳粉中添加益生菌能显著提高荷斯坦犊牛1～2周龄的日增重。Abe等[12]给新生荷斯坦犊牛口服复合益生菌(假单孢双歧杆菌和嗜酸乳杆菌)，结果显示试验组犊牛增重和饲料转化率均高于对照组。本试验中，EWP组在30、60、90、150日龄时生长潜力均优于EW组，提示复合益生菌可能在犊牦牛胃肠道产生益生作用，促进机体养分消化吸收，从而改善了犊牛的生长发育，该复合益生菌的作用效果与符运勤等[13]在荷斯坦奶犊牛上的报道一致。

3.2 不同断奶模式对犊牦牛血清生化指标的影响

血清生化指标能够反映动物对营养物质的利用和代谢情况[14]。GLU是机体能量的主要来源，对于犊牛各组织器官功能的发挥具有至关重要的作用[15]。本研究中，30日龄时，EW、EWP组血清GLU含量显著低于GF组，可能与断奶初期犊牦牛处于代乳粉适应期，采食量较低有关。60～90日龄时，随着EW、EWP组犊牦牛适应代乳粉并开始采食开食料，碳水化合物摄入增加，瘤胃发酵产生的挥发性脂肪酸(VFAs)为犊牦牛机体糖异生提供了更多底物，至90日龄时血清GLU含量显著高于GF组，且以EWP组含量最高。有研究表明，补充酵母菌有利于瘤胃淀粉或纤维降解菌生长，促进了犊牛对饲粮碳水化合物的消化吸收，经糖异生作用可生成更多葡萄糖[16]。本研究中,EWP组犊牦牛血清GLU水平升高，进一步表明添加复合益生菌可能会促进犊牦牛碳水化合物的消化吸收，进而增强机体糖异生能力。Blome等[17]研究发现,犊牛血清BUN含量与摄入的蛋白质水平呈正相关。本研究中，EW组犊牦牛血清BUN含量在30日龄时显著低于GF组，而至90日龄时，EW、EWP组血清BUN含量均显著高于GF组，推测与不同处理组犊牦牛蛋白质摄入量有关。血清ALB和GLB组成TP，当血清TP含量升高时，有利于提高动物机体免疫力和蛋白质代谢水平，改善动物健康，促进快速生长[18]。据报道，当肉牛犊牛处于应激状态时，血清TP含量会显著降低[19]，本研究中，30日龄时EW组血清TP含量显著低于GF组，印证了犊牦牛早期断奶应激的产生，也与本试验中应激激素COR水平的变化相符。同时，Oskar等[20]研究发现，血清蛋白含量不仅与犊牛日龄相关而且与饲粮营养水平存在联系。至60、90日龄时，各组血清TP含量已无显著差异，表明断奶后饲粮营养水平的提高促进了犊牦牛蛋白质的摄入和吸收，达到了与母乳喂养同等的效果。血清TG和CHO含量是反映动物机体脂肪代谢的重要指标，血清TG含量的降低与脂质沉积减少有关[21]。本研究结果表明，30日龄时，EW、EWP组TG和CHO含量均显著低于GF组，至90日龄时EWP组血清TG含量显著高于GF组，提示早期断奶搭配复合益生菌有利于犊牦牛机体脂肪的吸收与利用。

3.3 不同断奶模式对犊牦牛血清激素指标的影响

早期断奶时犊牛由于自身的消化系统和免疫系统尚未发育完全，加之与母牛隔离和饲喂方式的变化，会产生一系列的心理和生理应激反应[22]。动物在应激刺激下血液中COR含量会发生明显变化，被认为是评价动物应激程度的客观指标。吴金节等[23]研究发现，断奶仔猪经过心理应激(离开母猪)和营养应激(从吸吮母乳到完全采食干料)后，血清COR浓度极显著升高。本研究也观测到30日龄时EW组犊牦牛血清COR水平显著高于GF组，证实早期断奶和代乳粉适应期对犊牦牛产生了一定应激，也与本研究中的生长发育结果相符。而EWP组COR水平与GF组无显著差异，表明添加复合益生菌对犊牦牛早期断奶产生的应激有缓解作用。且研究表明，益生菌的抗应激效应机制主要与胃肠道微生物菌群和免疫力改善有关[24-25]。

GH由脑垂体前叶分泌，是调节动物生长最主要的激素之一，作为一种特殊的生物活性蛋白促进机体合成代谢和蛋白质合成，而垂体产生的GH会作用于膜受体，然后刺激肝脏IGF-1生成，进而影响机体多个器官发育[26]；甲状腺分泌的T3和T4则是垂体分泌GH所必需的，同时还能增强GH对组织的效应[27]。从本研究结果来看，30日龄时EW、EWP组的血清GH和IGF-1含量显著低于GF组，提示断奶早期产生的应激抑制了生长相关激素的分泌。60日龄时EW、EWP组血清IGF-1以及90日龄时IGF-1、T4水平均显著高于GF组，这与柴建民[28]比较随母哺乳与不同断奶日龄的羔羊饲喂代乳粉的研究结果相近。有研究发现机体IGF-1水平受蛋白质等营养摄入的显著影响[29]。由此推测，本研究中早期断奶在初期影响了犊牦牛的生长发育，但随着断奶应激的逐渐恢复，以及犊牦牛对代乳粉和开食料营养物质的摄入，促进了犊牦牛生长相关激素的分泌。在90日龄时，EWP组犊牦牛血清GH水平为3组间最高，显著高于GF组，表现出更大的生长潜力。何振富等[30]在舍饲肉牛饲粮中添加芽孢杆菌、乳酸菌、酵母菌复合益生菌，发现血清GH、IGF-1水平显著升高，与本研究结果一致。其机制可能是益生菌通过改善胃肠道微生物的菌群，以短链脂肪酸、微生物模拟激素如生长激素抑制素、IGF-1样多肽的直接作用，或胃肠道内环境、免疫系统等间接作用影响机体GH、IGF-1激素轴分泌[31]。

3.4 不同断奶模式对犊牦牛血清免疫指标的影响

血清免疫球蛋白在机体的体液免疫中发挥着重要作用，主要由IgG、IgA和IgM组成，由释放抗体的B淋巴细胞介导[32]。母乳是幼龄动物早期最主要的被动免疫来源，本研究中，30日龄时犊牦牛血清IgA、IgG含量以及60日龄时血清IgG含量均表现为EW、EWP组显著低于GF组，但至90日龄时，EW、EWP组血清IgA含量显著高于GF组，而血清IgG和IgM含量在3组之间无显著差异。鲍宇红等[33]、王美美等[34]研究表明，饲粮营养水平可直接影响幼龄动物机体免疫球蛋白分泌，提高饲粮脂肪、蛋白质水平能够显著提高血清免疫球蛋白水平。脂肪、蛋白质、氨基酸、维生素、微量元素等输入性营养在刺激并激活机体免疫系统功能方面发挥关键作用[35]。这与本研究中早期断奶犊牦牛补饲代乳粉与开食料，摄入养分更充足、均衡，血清IgA浓度得到显著提升的结果一致。

3.5 不同断奶模式对犊牦牛血清抗氧化指标的影响

血清抗氧化物质是机体抗氧化系统的重要组成部分，正常情况下，动物体内自由基的产生与消除处于动态平衡状态，该平衡状态与动物的健康状况密切相关[36]。血清GSH、CAT和SOD是机体内主要的抗氧化物酶，SOD和GSH可以反映机体消除自由基的能力，CAT在清除自由基中发挥重要作用，MDA是脂质过氧化物，反映了机体受自由基攻击的损伤程度。本研究中，犊牦牛血清GSH水平在60日龄时EW、EWP组显著高于GF组；且EWP组犊牦牛在30日龄时血清SOD活性显著高于EW组，90日龄时血清CAT酶活显著高于GF组，表明复合益生菌有提高早期断奶犊牦牛抗氧化能力的作用。李洵[37]报道，在3月龄断奶公犊牛(黄牛)饲粮中添加不同水平的复合酵母菌、枯草芽孢杆菌，能够显著提高犊牛血清GSH水平。李敬芳等[38]研究发现，补饲乳酸杆菌、乳双歧杆、酵母菌复合益生菌后小鼠血清SOD活性显著增加，与本研究结果相符。益生菌与机体抗氧化能力的互作机制可能是：复合益生菌在犊牛胃肠道内的定植有助于幼龄动物肠道微生态环境建立与胃肠道菌群结构改善，进而通过微生物源抗氧化酶、抗氧化代谢物、益生菌螯合金属离子、调控宿主抗氧化酶、代谢物合成及相关信号通路等途径，促进机体建立抗氧化防御机制[39]。

4 结 论

本研究证实了早期断奶在犊牦牛培育上应用的可行性。犊牦牛在断奶初期(30日龄)因断奶应激而表现出一定负面影响，但断奶后补饲代乳粉与开食料有利于改善犊牦牛(60～90日龄)的生长发育、营养代谢和机体免疫与抗氧化能力；在补饲的同时补充复合益生菌有助于缓解犊牦牛断奶应激，进一步促进犊牦牛的生长发育、提升抗氧化能力。