高产与低产德宏奶水牛耐热性能差异的试验研究

顾招兵 ，杨舒黎，徐绍宏，毛华明

（1.云南农业大学动物科学技术学院，云南 昆明 650201；2.云南省德宏州芒市畜牧兽医局，云南 德宏 678499）

高产与低产德宏奶水牛耐热性能差异的试验研究

顾招兵1，杨舒黎1，徐绍宏2，毛华明1

（1.云南农业大学动物科学技术学院，云南 昆明 650201；2.云南省德宏州芒市畜牧兽医局，云南 德宏 678499）

基于DHI数据，选择高产与低产的德宏奶水牛各15头作为实验动物。在平均温湿指数（THI）在72以上的饲养环境中进行为期27 d的试验，对奶水牛的泌乳量、乳品质、热应激相关激素的浓度和生理参数进行了测试分析。相比高产奶水牛，低产奶水牛的体细胞数量较高，非脂乳固体含量却相对较低（P＜0.05），其他乳品质参数在两组间无显著性差异。在热应激条件下，低产组奶水牛的促肾上腺皮质激素（adrenocorticotropic hormone，ACTH）浓度相对较低，而皮质醇（cortisol，Cor）浓度却相对较高，反映代谢水平的胰岛素（insulin，INS）和T3浓度相对较高。从热应激相关激素浓度和乳成分来看，仍不能推断高产与低产德宏奶水牛在耐热性能上有差异。

德宏奶水牛；热应激；耐热性能

除了2006年在云南省腾冲县发现的槟榔江水牛属于河流型水牛外，我国本土饲养的水牛都属于沼泽型水牛［1］。随着农业机械的普及，沼泽型水牛正逐渐从役肉兼用向奶肉兼用转型。1997年，欧盟开始在云南省以乳用型摩拉水牛和尼里/拉菲水牛为父本改良役用型德宏水牛，形成的杂交母水牛称为德宏奶水牛［2］，目前已经在云南省德宏州形成了2.8万头左右的杂交奶水牛群体。水牛乳用被认为极具开发潜力［3］。

云南省德宏州属于热带气候区域，是本地德宏水牛的核心主产区。水牛皮肤呈黑色，被毛稀疏，汗腺密度低，在高温环境下，泌乳量、生长速度和繁殖性能都受到了极大的限制［4-5］。预计到2050年，极端高温可能还会再增加1～3℃，极端高温事件愈加频繁，气候变暖正逐渐成为热带与亚热带地区奶业发展的限制性因素［6-7］。根据德宏奶水牛生产性能测定 （dairy herd improvement，DHI） 数据的统计结果，夏秋季节泌乳量相对冬季和春季要低得多。同时在夏秋季节里，同一水牛群体的个体泌乳量差异极大［3］。部分奶水牛在高温环境中仍然具有较强的泌乳能力，同一群体中泌乳量较低的奶水牛可能对热应激敏感，选择脂肪酸的能量代谢通路［8］，提高体表温度，增加散热量。该研究基于DHI统计数据，在同一牛群里选择高产与低产的奶水牛作为实验动物，分析在相同热应激的饲养环境中，奶水牛泌乳量、乳成分及与热应激相关的激素指标的变化情况，为组建高产耐热奶水牛群体奠定理论基础。

图1 试验期间奶水牛舍内环境温度

图2 试验期间奶水牛舍内环境相对湿度和温湿指数

1 材料与方法

1.1 实验动物 根据DHI统计数据，选用15头高产与15头低产的3～4胎次泌乳期德宏奶水牛作为实验动物，饲养在相同的圈舍环境，每个圈栏内饲养5头奶水牛，平均饲养面积为12.0 m2/头。提供玉米青贮饲料，每天在8：00和17：00分别饲喂1次，人工清粪2次，自由饮水，早晚各挤奶1次。

1.2 环境参数及奶水牛直肠温度测试 在14：00采用兽用电子体温计HRQ-A3测试奶水牛直肠温度。选用德图温湿度传感器（Testo 175H1）悬挂离地面1.6 m的距离测试奶水牛舍内的温、湿度，每间隔10 min自动记录1次数据，按Tucker等的方法将温、湿度转化为平均温湿指数（THI）［9］，见下式：

式中，T为空气温度（℃），RH为相对湿度（%）。

1.3 采血与热应激生化指标测试 在试验开始前和试验开始后的第7天、第14天和第21天的13：00在奶水牛颈静脉采血10 mL，采用肝素抗凝，2 500 r/min离心20 min，立即将分离得到的血浆放至-20℃冰箱中保存备用。采用酶联免疫法（enzyme immunoassay，EIA）测定皮质醇（cortisol，Cor）、胰岛素（insulin，INS）、促肾上腺皮质激素（adrenocorticotropic hormone，ACTH）、T3（3，5，3′-三碘甲状腺原氨酸）和 T4（3，5，3′，5′-四碘甲状腺原氨酸）的含量。采用FOSS仪器完成乳成分的测试分析。

1.4 数据分析 采用IBM SPSS 21.0（IBM Corporation，New York，N.Y.，USA）进行数据处理。奶水牛生产性能、乳品质和热应激相关激素浓度采用t检验分析。

2 结果与分析

试验期间奶水牛舍内的环境情况见图1和图2。平均温度是（25.1±2.9）℃，最高温度值是 35.4℃，最低温度也在20.8℃以上；平均湿度 （88.2±13.6）%，最低湿度在45.4%，最高湿度达到了99.9%，几乎达到了饱和状态。试验期间的每一天空气最高湿度都能达99.9%，但一般出现在凌晨。THI平均值是75.5，最低THI是69.4，最高THI则达到了84.4。在相同的热环境中，高产奶水牛的直肠温度是 （38.30±0.67）℃， 低产奶水牛的是 （38.85±0.33）℃，但两者间无显著性差异。

在同样的热应激环境条件下，高产与低产奶水牛血浆中反映热应激的部分激素参数变化情况见表1。为了适应热应激的影响，高产奶牛分泌较高的ACTH，由于较好地适应了热应激，高产奶水牛的皮质醇浓度相对较低。高产奶牛相对于低产奶牛分泌较多的乳汁的一个重要原因是，能够吸收大量的葡萄糖，用以合成乳糖，进而增加泌乳量，然而INS和T3的分泌水平与大多数研究报道不一致。在热应激环境中，对热应激敏感的奶牛为了适应热环境，通常选择关闭葡萄糖代谢通路，而选择脂肪酸的氧化代谢通路，在血液生化指标上表现出INS、T3和T4浓度降低。而在该研究中，高产奶水牛的INS和T3血浆浓度却相对较低，是否表明奶水牛与普通奶牛应对热应激的策略有差异，目前尚未明确。少数研究则发现在热应激的环境中，热应激奶牛的INS和T3血浆浓度增加［10］，可能是为了增加产热提高体表温度，增加体热散失量。

表1 高产与低产奶水牛与热应激相关的部分激素水平

表2 热应激期间高产与低产奶水牛的泌乳量及乳成分

热应激期间，高产与低产奶水牛的乳成分见表2。通常认为，高产奶牛的耐热能力不如低产奶牛，但同一群体中的奶牛在同样的热环境中，仍能分泌较高乳量的奶牛应该具有较强的热应激耐受能力。相比低产奶水牛，高产奶水牛的体细胞数和尿素氮含量都相对较低，其体细胞数量较少，仅为3.28万/mL，达到了显著水平（P＜0.05）。显然，热应激对奶水牛的乳品质有不利影响。一般情况下，认为乳糖浓度对泌乳量有决定性作用，然而该研究未发现低产与高产奶水牛的乳糖浓度存在显著的差异（P＞0.05）。

3 结论

平均THI在72以上的热应激条件下，低产奶水牛乳中的体细胞数相比高产奶水牛高，而非脂乳固体含量却相对较低。热应激低产奶水牛的血清ACTH浓度相对较低，但Cor浓度高于高产奶水牛。在热应激条件下，高产奶水牛胰岛素浓度较高，表明增加机体产热以降低环境辐射热的吸收量，但还不能推断高产与低产奶水牛在耐热性能上有差异。

［1］杨炳壮.全球水牛业发展现状与我国奶水牛业的发展趋势［J］.广西农学报，2011，26（1）：40-48.

［2］汤守锟，牛自兵，肖艳玲，等.德宏奶水牛产犊间隔调查报告［C］//第二届中国奶业大会论文集.合肥：中国奶业协会，2011：158-160.

［3］白文顺，毛华明.云南发展奶水牛业有潜力［J］.中国奶牛，2012（8）：44-47.

［4］MARAI I F M，HAEEB A A M.Buffalo′s biological functions as affected by heat stress——A review［J］.Livestock Science，2010，127（1）：89-109.

［5］PAULA-LOPES F F，LIMA R S，RISOLIA P H B，et al.Heat stress induced alteration in bovine oocytes：functional and cellular aspects［J］.Animal Reproduction，2012，9（3）：395-403.

［6］RENAUDEAU D，COLLIN A，YAHAV S，et al.Adaptation to hot climate and strategies to alleviate heat stress in livestock production［J］.Animal，2012，6（5）：707-728.

［7］KAPILA N，KISHORE A，SODHIM，etal.Temporal changes in mRNA expression of heat shock protein genes in mammary epithelial cells of riverine buffalo in response to heat stress in vitro ［J］.International Journal of Animal Biotechnology，2013，3：5-9.

［8］郭延生，贾启鹏，陶金忠.基于GS-MS策略的奶牛热应激血液代谢组学研究［J］.畜牧兽医学报，2015，46（8）：1356-1362.

［9］TUCKER C B，ROGERS A R，SCHÜTZ K E.Effect of solar radiation on dairy cattle behaviour，use of shade and body temperature in a pasture-based system［J］.Applied Animal Behaviour Science，2008，109：141-154.

［10］McVEIGH J M，TARRANT P V，HARRINGTON M G.Behavioral stress and skeletal muscle glycogen metabolism in young bulls［J］.J Anim Sci，1982，54（4）：790-795.

Analysis on Heat Tolerance Differences between High-and Low-yielding Dehong Dairy Buffaloes

GU Zhao-bing1，YANG Shu-li1，XU Shao-hong2， MAO Hua-ming1
（1.College of Animal Science and Technology，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，China；2.Bureau of Animal Husbandry and Veterinary Medicine of Mangshi of Dehong Autonomous Prefecture of Yunnan Province，Dehong 678499，China）

In this study,15 high-yielding and 15 low-yielding Dehong dairy buffaloes were selected to compare their heat tolerance ability based on the collected DHI data.The experiment was conducted in the feeding environment with THI value of above 72,and the period of the experiment lasted for 27 d.At the end of the experiment,the milk yield,milk quality,and the hormone concentrations and physiological parameters associated with heat stress of the high-yielding and low-yielding Dehong dairy buffaloes were determined and statistically evaluated.The results revealed that the number of somatic cells of low-yielding Dehong dairy buffaloes was significantly higher than that of their high-yielding counterparts （P＜0.05）,but the content of non-fat milk solids of low-yielding group was significantly lower than that of high-yielding group （P＜0.05）.No significant differences in the other milk quality evaluating indexes between the two groups were observed.Under the heat stress,the concentration of ACTH in low-yielding Dehong dairy buffaloes was significantly lower than that of high-yielding group （P＜0.05）,but the concentrations of Cor,INS and T3of low-yielding group were relatively higher.Based on the above results,we cannot draw the conclusion that there are differences in heat tolerance between high-and low-yielding Dehong dairy buffaloes.

Dehong dairy buffalo；heat stress；heat tolerance ability

S823.914.1；S823.913

A文章顺序编号：1672-5190（2016）04-0005-03

2016-02-10

项目来源：云南农业大学科研启动费（A2002323）；高端低温奶产业化开发与现代牧场建设（KX141269）。

顾招兵（1978—），男，讲师，博士，主要从事畜禽环境生物学的教学与科研工作。

毛华明（1963—），男，教授，博士，主要从事反刍动物营养教学与科研工作。

（责任编辑：钱英红）