低日粮阴阳离子差(DCAD)有效增加血钙水平,预防奶牛产乳热的作用机理尚未明确解释。在对低DCAD与钙结合蛋白-D9k(CaBP-D9k)研究的基础上,基于维生素D受体(VDR)是介导钙吸收的另一关键功能元件,本项目假设低DCAD可上调胃肠道VDR表达,提高血钙浓度,预防产乳热。目前鲜见相关文献报道。为此,项目拟①以鼠为预试验模拟动物,建立胃肠道VDR表达检测和肠道钙净流率检测体系;②研究不同DCAD对围产期奶山羊胃肠道VDR表达与肠道钙净流率的影响;③将试验成果用于围产期奶牛生产实践,研究不同DCAD对其血液VDR和血钙水平的影响,分析DCAD、VDR、CaBP-D9k三者与血钙的关联性;以及④分析鼠、奶山羊、奶牛VDR序列差异。本项目具有研究内容上的延伸与拓展性,其成果可验证我们提出的假说,推进解释低DCAD预防奶牛产乳热的作用机理,并用于指导奶牛生产实践,具有广阔的应用前景。
dietary cation-anion difference;hypocalcemia (milk fever);blood calcium;vitamin D receptor;transition animals
低血钙(产乳热)是围产期奶牛频发的核心疾病之一,饲喂低DCAD日粮成为目前最常用的防治手段。Ca的吸收转运依赖1,25-(OH)2D3的参与,该过程受维生素D受体(VDR)的介导通过与1,25-(OH)2D3结合成蛋白-受体复合物后,在转录及转录后水平促进Ca吸收。VDR主要在胃肠道表达。这提示,通过降低DCAD水平上调胃肠道VDR表达,可能是防治低血钙(产乳热)的机制。但目前鲜见针对这一科学假说的研究报道。 据此,项目开展了4项研究内容(1)在建立胃肠道VDR表达水平检测技术体系的基础上,分别研究低DCAD日粮对围产期(2)鼠、(3)羊胃肠道VDR表达水平、血Ca、肠道Ca净流率的影响,以及(4)将上述结果应用于围产期奶牛生产实践,研究低DCAD日粮对围产期奶牛血Ca水平稳态的影响。 重要结果(1)建立了钙吸收关键基因(CaBP-D9k、TRPV6、VDR)在胃肠道表达检测技术体系和以及VDR在鼠胃肠道组织中的表达图谱;(2)围产期鼠胃肠道VDR表达水平和血Ca浓度均随日粮DCAD水平(300、+150、-150 )的降低而升高(P<0.05),伴随Ca净流率显著增强(P<0.05)。(3)降低DCAD对围产期羊的影响具体表现如下对DMI没有显著影响(P>0.05);可显著降低尿液pH(P<0.05);增加血浆PTH、1,25-(OH)2D3水平,降低CT水平;增加能促进Ca吸收的关键因子(VDR、CaBP-D9k)水平(P<0.05);尤其是在除瘤胃外的整个胃肠道肠段,低DCAD日粮可显著提高VDR mRNA表达丰度和VDR蛋白表达含量(P<0.05),伴随Ca净流率显著增强(P<0.05)。(4)在低DCAD饲粮中添加维生素D能更有利于维持动物血Ca恒稳状态。(5)在围产期奶牛上发现,降低DCAD水平可降低尿液pH,提高血Ca水平(P<0.05),但不能提高血液抗氧化指标水平(P>0.05)。(6)以山羊为试验动物,项目还发现降低DCAD水平对其瘤胃发酵(pH、VFA、纤维素酶活)不会产生负面影响(P>0.05)。 由此可见,降低DCAD水平,血Ca和Ca调因子水平升高,并伴随VDR表达水平和Ca净流率显著增强;同时对瘤胃发酵不会产生负面影响。这说明降低DCAD能有效防治低血钙(产乳热),指导应用于动物生产实践。