影响荷斯坦牛体细胞评分差的因素分析

梁 艳，张 强，郭佳禾，唐 程，王梦琦，张慧敏，李明勋，毛永江

(扬州大学 动物科学与技术学院，江苏 扬州 225009)

随着现代奶业的不断发展和奶牛群体改良计划的推广，奶牛的生产性能测定(Dairy herd improvement，DHI)记录日益完善。通过对规模化奶牛场DHI记录数据进行分析，可以评估奶牛在不同生长阶段的生产性能和生理指标的变化，并对奶牛常见疾病的发病规律进行分析，及时发现牛场管理存在的问题[1]，从而针对性地解决实际问题。

奶牛隐形乳房炎是奶牛的常见疾病之一，在发病后无明显临床症状，但能使奶牛的产乳量降低、乳品质下降、乳成分发生改变[2]，它极易转变成临床型奶牛乳房炎。奶牛乳房炎病因复杂，微生物、物理、化学等致病因子都可引起乳房炎症[3-5]。DHI记录的体细胞数(Somatic cell count，SCC)是衡量奶牛乳房健康的间接指标[6]，在一定范围内与牛乳品质和奶牛乳房健康呈负相关[7]。在实际生产中，由于奶牛SCC呈偏态分布，通常将其转化为接近正态分布的体细胞评分(Somatic cell score，SCS)加以应用[8]。奶牛SCS与临床型乳房炎的遗传相关系数为0.60～0.80，且具有较高的遗传力，检测奶牛SCS是奶牛乳房炎抗性选择的一种有效方法[9]，也是衡量乳品质和奶牛乳房炎感染程度的重要指标。研究表明，奶牛SCS受到环境和自身等多重因素的影响[10]，不能准确地反映出奶牛乳房健康的变化情况[11]。ZWERTVAEGHER等[12]研究表明，SCC和SCS的增减可以直观反映出牛群乳房炎的发病规律和变化情况，可以作为奶牛乳房炎性反应的重要指标。体细胞评分差(Somatic cell score difference，SCSD)是奶牛同一胎次前后2个泌乳月SCS的差值，可准确反映奶牛同一胎次内SCS的变化情况。因此，可以通过SCSD对奶牛亚临床型乳房炎的发病规律及变化趋势进行分析与预测。目前，国内外对奶牛体细胞数差(Somatic cell count difference，SCCD)和SCSD的研究较少，DAMM等[13]首次提出了SCCD的概念及其在奶牛乳房炎监测方面的应用，史良玉等[11]报道了北京地区121个牛场7万多头奶牛SCSD的影响因素，并估计了其遗传力。为探索不同因素对江苏省荷斯坦牛SCSD变化的影响，以2015—2018年江苏省某大型奶牛场荷斯坦牛的DHI数据为基础，分析不同胎次、测定年度、测定月份、产犊季节和泌乳月对荷斯坦牛SCSD的影响，以期为研究奶牛乳房炎发病规律和奶牛场的饲养管理提供参考依据，从而提高奶牛场的经济效益。

1 材料和方法

1.1 数据来源

供试数据来自2015—2018年江苏省某大型奶牛场的48 778条(为保证结果的可靠性，数据不完整的记录不纳入分析)荷斯坦牛DHI测定记录，记录内容包括胎次、测定年度、测定月份、产犊季节、泌乳月、SCC、SCS、乳脂率、乳蛋白率、尿素氮等。SCCD和SCSD是奶牛同一胎次后一个泌乳月的SCC和SCS与前一个泌乳月的SCC和SCS的差值。

1.2 统计分析

所有供试数据录入Excel后，用SPSS(Ver 16.0)多因素方差分析模型分析不同胎次、测定年度、测定月份、产犊季节、泌乳月等因素下SCC、SCS、SCCD、SCSD的分布情况，模型如下：

Y=μ+P+N+C+S+M+e

式中：Y为SCCD或SCSD的观察值，μ为总体均值，P为胎次的固定效应，N为测定年度的固定效应，C为测定月份的固定效应，S为产犊季节的固定效应，M为泌乳月的固定效应，e为随机残差。其中，产犊季节根据江苏省的气候特点进行划分：3—5月为春季，6—8月为夏季，9—11月为秋季，12月到下一年2月为冬季。泌乳月根据本次DHI所得的泌乳天数进行划分，30 d为1个泌乳月，大于365 d统一合并为第13个泌乳月。

1.3 数据处理

各因素不同水平间的多重比较使用Duncan’s法，数值采用平均值±标准误形式表示。

2 结果与分析

2.1 不同胎次对荷斯坦牛SCSD的影响

由表1可知，不同胎次对荷斯坦牛的SCC影响显著(P<0.05)，对SCSD影响极显著(P<0.01)，对SCS和SCCD无显著影响(P>0.05)。其中，荷斯坦牛第1胎的SCSD为-0.33，表明SCS降低最多；荷斯坦牛第2胎和第3胎的SCSD无显著差异；荷斯坦牛第3胎的SCC显著高于第1、2胎(P<0.05)。

表1 不同胎次荷斯坦牛的SCC、SCS、SCCD和SCSD变化分析

注：同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。*表示差异达到显著水平(P<0.05),**表示差异达到极显著水平(P<0.01)。下同。

Note: Data with different lowercase superscripts mean significant difference(P<0.05).*:P<0.05 indicates that the difference reaches a significant level;**:P<0.01 indicates that the difference reaches a very significant level.The same below.

2.2 不同测定年度对荷斯坦牛SCSD的影响

由表2可知，不同测定年度对荷斯坦牛SCC、SCS、SCCD和SCSD的影响极显著(P<0.01)。其中，2018年荷斯坦牛的SCSD为0.18，表明SCS增加最多，显著高于2015—2017年(P<0.05)；2016年荷斯坦牛的SCSD为-0.66，表明SCS降低最多，显著低于2015年、2017年和2018年(P<0.05)；2018年荷斯坦牛的SCSD为正值，2015—2017年荷斯坦牛的SCSD均为负值。此外，2015年荷斯坦牛的SCC为19.99 万个/mL，显著高于2016—2018年(P<0.05)；2018年荷斯坦牛的SCCD为1.68 万个/mL，显著高于2015—2017年(P<0.05)。

表2 不同测定年度荷斯坦牛的SCC、SCS、SCCD和SCSD变化分析

2.3 不同测定月份对荷斯坦牛SCSD的影响

由表3可知，不同测定月份对SCC、SCS、SCCD和SCSD的影响极显著(P<0.01)，其中，3月、7月和8月荷斯坦牛的SCSD为正值，分别为0.35、0.37和0.09，其中7月荷斯坦牛的SCS增加最多；其余测定月份荷斯坦牛的SCSD均为负值，2月荷斯坦牛的SCSD为-0.90，表明SCS降低最多；7月荷斯坦牛的SCCD为4.47万个/mL，表明SCC增加最多；2月荷斯坦牛的SCCD为-7.53万个/mL，表明SCC降低最多。此外，8月荷斯坦牛的SCC和SCS最高，分别为20.75 万个/mL和2.89，显著高于其他测定月份(9月除外)(P<0.05)。

表3 不同测定月份荷斯坦牛的SCC、SCS、SCCD和SCSD变化分析

续表3 不同测定月份荷斯坦牛的SCC、SCS、SCCD和SCSD变化分析

2.4 不同产犊季节对荷斯坦牛SCSD的影响

由表4可知，不同产犊季节对荷斯坦牛的SCC、SCS影响极显著(P<0.01)，对荷斯坦牛的SCCD、SCSD影响不显著(P>0.05)。其中，夏、秋两季荷斯坦牛的SCS分别为2.54、2.53，春、冬季节荷斯坦牛的SCS分别为2.37、2.41，夏、秋两季荷斯坦牛的SCS显著高于春、冬季节(P<0.05)；冬季荷斯坦牛的SCC为15.16 万个/mL，显著低于春、夏、秋三季(P<0.05)。

表4 不同产犊季节荷斯坦牛的SCC、SCS、SCCD和SCSD变化分析

2.5 不同泌乳月对荷斯坦牛SCSD的影响

由表5可知，不同泌乳月对荷斯坦牛的SCC、SCS、SCCD和SCSD影响极显著(P<0.01)。其中，第2泌乳月荷斯坦牛的SCSD为-0.87，表明SCS下降最大，显著低于第3—13泌乳月(P<0.05)；荷斯坦牛的SCSD随泌乳月呈上升趋势，至第5个泌乳月后保持动态平衡，第5—13泌乳月SCSD无显著差异(P>0.05)。此外，第1泌乳月荷斯坦牛的SCC为23.35 万个/mL，显著高于第2—13泌乳月(P<0.05)；第2泌乳月荷斯坦牛的SCCD为-13.74 万个/mL，显著低于第3—13泌乳月(P<0.05)。

表5 不同泌乳月荷斯坦牛的SCC、SCS、SCCD和SCSD变化分析

2.6 荷斯坦牛的SCC、SCS、SCCD、SCSD与乳脂率、蛋白率、尿素氮的相关性分析

由表6可知，荷斯坦牛的SCC、SCS、SCCD、SCSD与乳脂率、蛋白率呈极显著正相关(P<0.01)，其中荷斯坦牛的SCSD与乳脂率和蛋白率的相关系数分别为0.092和0.109；SCCD和SCSD与尿素氮含量呈极显著正相关(P<0.01)，相关系数分别为0.017和0.036；SCC与尿素氮含量呈极显著负相关(P<0.01)，相关系数为-0.015；SCS与尿素氮含量无显著相关性(P>0.05)。

表6 荷斯坦牛的SCC、SCS、SCCD、SCSD与乳脂率、蛋白率、尿素氮的相关系数

3 结论与讨论

奶牛乳房炎是影响奶品质的一个重要原因，关于乳房炎发病规律的研究对奶牛产业健康发展至关重要。本研究中，DHI记录的奶牛SCCD和SCSD与乳脂率、蛋白率和尿素氮含量极显著相关。有研究表明，SCS随着胎次增加呈现出上升趋势[14]。本研究中，不同胎次对荷斯坦牛SCSD影响极显著，且随着胎次的增加SCSD由负值增加至正值。张佳兰等[15]和史良玉等[11]研究表明，经产牛的SCS和SCSD均高于头胎牛，与本研究结果一致。荷斯坦牛的SCSD随胎次增加而升高的原因可能是其抵抗力随着胎次的增加而逐渐降低、经产牛接触病原微生物的概率大于头胎奶牛、生产性能逐年下降、患病率逐年升高[16-17]，从而导致奶品质下降，SCS升高。

此外，李世平等[18]研究表明，不同测定年度奶牛的SCCD差异极显著。本研究发现，除2018年荷斯坦牛的SCSD为正值外，2015—2017年荷斯坦牛的SCSD均为负值，不同测定年度间差异极显著。原因可能是随着DHI的推广，牛场管理日益规范，饲养管理水平和奶品质均有所提升，SCC和SCS差异降低。而2018年荷斯坦牛的SCSD为正值，可能是由于2018年江苏省气候受汛情的影响[19]，导致荷斯坦牛乳房炎的发病增加。

3—10月荷斯坦牛的SCSD显著高于其他测定月份，且从9月至12月，荷斯坦牛的SCSD呈下降趋势，且均为负数。其中，3月、7月和8月荷斯坦牛的SCSD为正值，8月SCS最高。张佳兰等[15]研究结果显示，6—9月荷斯坦牛的平均SCS最高，5月和10月次之，其余测定月份较低，这与本研究结果一致。结合不同测定月份的温度、湿度等指标发现，高温、高湿的月份对荷斯坦牛的SCSD影响较大。

本研究发现，不同产犊季节对荷斯坦牛的SCS影响极显著，其中夏、秋两季荷斯坦牛的SCS显著高于春、冬两季。郭刚等[8]、毛永江等[20]和OLDE RIEKERINK等[21]的研究均表明，产犊季节为夏季时，荷斯坦牛的SCS高于其他季节；产犊季节为春、冬季时，荷斯坦牛的SCS最低。这与本研究结果一致，也与高温、高湿季节是奶牛乳房炎的多发季节相符。而产犊季节对荷斯坦牛的SCSD影响不显著，这可能是由于各季节荷斯坦牛的SCS变化幅度接近所致。

相关研究表明，泌乳月对荷斯坦牛的SCSD影响显著，SCSD随着泌乳月的增加而上升[11]。本研究发现，第5—13泌乳月荷斯坦牛的SCSD显著高于第2—3泌乳月；荷斯坦牛的SCSD整体随泌乳月呈上升趋势，至第5个泌乳月后保持动态平衡。OLDE RIEKERINK等[21]研究表明，奶牛的SCS随着泌乳月的增加而上升，与本研究结果基本一致。其原因可能是随着泌乳月的增加，奶牛的产奶相关细胞增加[22]，从而使SCC和SCS大幅度增加。并且，随着泌乳月份的增加，奶牛乳腺上皮细胞不断更新[23]，也可能导致乳中的SCC随之增加。

由本研究可知，不同胎次、年度、月份和泌乳月对荷斯坦牛的SCSD影响极显著；荷斯坦牛的SCSD随胎次、泌乳月增加而上升，与乳脂率、蛋白率和尿素氮含量呈极显著正相关。因此，本研究为利用SCSD检测亚临床型乳房炎和分析临床型乳房炎发病规律提供了参考依据。