抗菌肽對(duì)奶牛生產(chǎn)性能及乳腺炎抗性的作用

柳涵 王國(guó)富 高樹(shù)新

抗菌肽是生物體天然免疫防御系統(tǒng)的重要組成成分，是動(dòng)物免疫系統(tǒng)在誘導(dǎo)條件下產(chǎn)生的一類(lèi)抵抗外源病原體入侵感染的肽類(lèi)活性物質(zhì)，具有分子量小、帶正電、進(jìn)化上保守、分布廣、種類(lèi)多、熱穩(wěn)定性好、對(duì)細(xì)胞無(wú)毒副作用、無(wú)殘留、無(wú)污染、無(wú)免疫原性、不易產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)良特點(diǎn)，在細(xì)菌、真菌、植物、無(wú)脊椎動(dòng)物、脊椎動(dòng)物以及人類(lèi)等生物中均存在?？咕耐ㄟ^(guò)膜殺傷作用發(fā)揮廣譜抗微生物效應(yīng)，也參與機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)、傷口愈合、生殖以及毛色變化等生理和病理過(guò)程。近年來(lái)，隨著抗菌肽各種生物學(xué)功能的深入闡釋?zhuān)约霸卺t(yī)藥開(kāi)發(fā)、臨床治療、食品防腐、轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物、農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害、養(yǎng)殖業(yè)飼料添加劑等領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，抗菌肽帶來(lái)了新的防控菌毒感染的有效途徑。

一、材料和方法

1.試驗(yàn)動(dòng)物 分別從呼和浩特(H)、天津(T)、濟(jì)南(J)等3個(gè)參加生產(chǎn)性能測(cè)定的規(guī)?；膛?chǎng)中分別選擇體況、胎次和泌乳期相近的奶牛各100頭，每頭牛均有完整的生產(chǎn)性能測(cè)定記錄。

2.試驗(yàn)方法 ①分組飼喂。分別將源于同一牛場(chǎng)的100頭奶牛隨機(jī)分為4個(gè)試驗(yàn)組(S1、S2、S3、S4)和1個(gè)對(duì)照組(D)，每組20頭。實(shí)驗(yàn)組每組添加不同劑量的抗菌肽（S1：200克/噸、S2：300克/噸、S3：400克/噸、S4：500克/噸）整群飼養(yǎng)，對(duì)照組不添加抗菌肽。桑蠶抗菌肽（40000單位/克）由上海邦成生物科技有限公司提供，試驗(yàn)由2013年7月1日開(kāi)始至9月1日結(jié)束。②生產(chǎn)性能測(cè)定，試驗(yàn)第10天開(kāi)始測(cè)定，每次測(cè)定間隔10天，共測(cè)定6次。測(cè)定產(chǎn)奶性狀的指標(biāo)包括乳脂率、乳蛋白率、305天產(chǎn)奶量及體細(xì)胞數(shù)，所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)通過(guò)Foss 6000乳成分及體細(xì)胞聯(lián)機(jī)分析系統(tǒng)檢測(cè)。

3.統(tǒng)計(jì)分析 在最小二乘法擬合線性模型中用SPSS13.0軟件統(tǒng)計(jì)分析3個(gè)奶牛場(chǎng)不同試驗(yàn)組和對(duì)照組的乳脂率、乳蛋白率、305天產(chǎn)奶量及體細(xì)胞評(píng)分之間的差異。固定效應(yīng)的線性模型: Yijkl=μ+Gi+Fj+Mk+Pl+ Eijkl；其中：YijkL=產(chǎn)奶量或乳成分的觀察值，μ=群體均值，Gi=基因型的固定效應(yīng)，F(xiàn)j=父本的固定效應(yīng)，Mk=母本的固定效應(yīng)，Pl=胎次的固定效應(yīng)，Eijkl=隨機(jī)殘差效應(yīng)。

二、結(jié)果和分析

1.對(duì)305天產(chǎn)奶量的影響 如表1所示，飼料中抗菌肽的添加量在300克/噸和400克/噸時(shí)，不同奶牛場(chǎng)產(chǎn)奶量均明顯增加，添加30天后顯著增加，隨抗菌肽的持續(xù)添加，產(chǎn)奶量也逐漸增加。但不同奶牛場(chǎng)的產(chǎn)奶量的增加變化有所不同，呼和浩特奶牛的群體平均產(chǎn)奶量明顯較高，受外界因素影響較小，不同組別中產(chǎn)奶量提高差異不明顯。天津奶牛的群體平均產(chǎn)奶量處于中等水平，在外界條件影響下，各組產(chǎn)奶量變化明顯，添加抗菌肽10天后305天產(chǎn)奶量顯著增加，但整體水平一般。濟(jì)南奶牛的群體產(chǎn)奶量也比較高，添加抗菌肽后10～60天都能明顯提高產(chǎn)奶量，但奶牛對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)性較差，飼料變化導(dǎo)致產(chǎn)奶量的變化明顯。

2.對(duì)乳脂率的影響 如表2所示，飼料中添加不同劑量的抗菌肽，在不同時(shí)間段內(nèi)對(duì)不同地區(qū)奶牛群體的平均乳脂率影響較小。乳脂率由高到低分別是天津>濟(jì)南>呼和浩特，說(shuō)明天津奶牛場(chǎng)飼料中精料所占比例較高，且所添加精料中脂肪含量較高，而濟(jì)南和呼和浩特奶牛場(chǎng)飼料中精粗料搭配比較適當(dāng)，但平均乳脂率不高。

3.對(duì)乳蛋白率的影響 由表3所示，添加不同劑量的抗菌肽對(duì)不同地區(qū)奶牛場(chǎng)的平均乳蛋白率影響差異顯著。在常規(guī)養(yǎng)殖中，乳蛋白率由高到低分別是呼和浩特>天津>濟(jì)南，呼和浩特奶牛場(chǎng)飼料中蛋白含量較高，紫花苜蓿比例較大；天津奶牛場(chǎng)飼料中，蛋白含量也相對(duì)較高；濟(jì)南奶牛場(chǎng)飼料蛋白含量較低?？咕奶砑?00克/噸和400克/噸時(shí)，添加40天后對(duì)呼和浩特奶牛群的平均乳蛋白率雖有提高，但提高幅度不大；抗菌肽的添加量為400克/噸時(shí)添加20天后，天津奶牛群的乳蛋白率顯著提高；添加抗菌肽也可提高濟(jì)南奶牛群的乳蛋白率，但提高幅度很小。

4.對(duì)體細(xì)胞評(píng)分的影響 由表4所示，不同地區(qū)奶牛場(chǎng)的奶牛群乳腺炎感染率由高到底分別是天津>濟(jì)南>內(nèi)蒙古，在添加300克/噸的抗菌肽時(shí)，添加10天后，體細(xì)胞評(píng)分在不同地區(qū)奶牛場(chǎng)的奶牛群中都顯著降低；添加10～60天內(nèi)，隨抗菌肽添加劑量的增加和飼喂時(shí)間的延長(zhǎng)，體細(xì)胞評(píng)分下降的幅度增加。但抗菌肽添加量為400克/噸和500克/噸時(shí)，雖然抗菌肽的添加劑量在增加，但對(duì)體細(xì)胞評(píng)分的下降基本無(wú)影響，說(shuō)明在飼料中添加300～400克/噸的抗菌肽可起到良好的抑菌作用。體細(xì)胞評(píng)分小于5.32為健康奶牛，5.32～6.32為隱性乳腺炎，6.32～7.32為臨床乳腺炎，大于7.32為惡性乳腺炎。

三、討論

抗菌肽制劑具有廣譜抗病原微生物且無(wú)殘留，在治療奶牛乳腺炎和預(yù)防隱性乳腺炎上逐漸引起關(guān)注。研究證明，抗菌肽對(duì)大腸桿菌、無(wú)乳鏈球菌和金黃色葡萄球菌均有抗菌作用，而且能提高動(dòng)物抵抗力和免疫力，改善乳腺健康，提高產(chǎn)奶性能和降低體細(xì)胞數(shù)。

本研究中的3個(gè)奶牛場(chǎng)經(jīng)前期試驗(yàn)驗(yàn)證，主要是由金黃色葡萄球菌感染導(dǎo)致的乳腺炎。使用抗菌肽后，體細(xì)胞評(píng)分下降較為明顯，說(shuō)明抗菌肽對(duì)金黃色葡萄球菌感染導(dǎo)致的乳腺炎有很好療效?？咕耐ㄟ^(guò)基因工程技術(shù)改造，使溶葡萄球菌酶在乳腺上皮細(xì)胞中表達(dá)而不在牛奶中表達(dá)，可預(yù)防或治療金黃色葡萄球菌引起的乳腺炎。濃度為100微克/毫升的抗菌肽A對(duì)大腸桿菌抑菌直徑達(dá)到18.4±2.2毫米，與同濃度的硫酸鏈霉素的效果一致；對(duì)鏈球菌抑菌直徑達(dá)到14.3±2.1毫米，與同濃度的磺胺嘧啶鈉效果一致。濃度為100微克/毫升的抗菌肽B對(duì)金黃色葡萄球菌抑菌直徑達(dá)到14.1±2.4毫米，與50毫克/毫升的硫酸慶大霉素的抑菌效果一致。上述結(jié)果證明，抗菌肽對(duì)不同病原菌引起的乳腺炎都有一定的預(yù)防和治療效果。

本研究發(fā)現(xiàn)，抗菌肽對(duì)產(chǎn)奶性能的影響主要是提高產(chǎn)奶量和降低體細(xì)胞數(shù)，乳蛋白稍有提高，乳脂幾乎無(wú)變化。2009年，研究者發(fā)現(xiàn)由無(wú)乳鏈球菌引起的乳房炎，經(jīng)Nisin（天然生物活性抗菌肽）治療后，體細(xì)胞數(shù)顯著降低，牛奶中脂肪、蛋白質(zhì)、乳糖和總固體含量有升高趨勢(shì)，尤其是蛋白質(zhì)和乳糖的含量顯著升高，與本研究相似。2011年，有研究證實(shí)在乳房?jī)?nèi)灌注Nisin后，患病乳區(qū)乳腺組織得到一定程度修復(fù)，日產(chǎn)奶量逐漸恢復(fù)，治愈后患病乳區(qū)牛奶乳脂肪、乳蛋白、乳糖和非脂乳固體含量都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；其中，乳糖含量增加幅度較快，提示受損乳腺組織修復(fù)較快，乳腺上皮細(xì)胞合成乳成分的能力大幅度提高。每天每頭奶牛飼料中添加50克抗菌肽制劑，能極顯著降低牛奶中的體細(xì)胞數(shù)，提高乳脂率，但對(duì)乳蛋白率沒(méi)有影響，并在一定程度上防止隱性乳房炎的發(fā)生。研究證明，抗菌肽有助于產(chǎn)奶量的提高和乳中體細(xì)胞數(shù)的降低，但對(duì)乳成份的改變不一致，尤其是對(duì)乳糖、乳脂和乳蛋白的影響。

四、結(jié)論

在奶牛飼料中，添加300～400克/噸的桑蠶抗菌肽，可顯著提高產(chǎn)奶量，顯著降低乳中體細(xì)胞數(shù)。

作者簡(jiǎn)介 柳涵(1983-)，男，農(nóng)業(yè)推廣碩士。

通訊作者：高樹(shù)新（1967-），女，教授，研究方向：動(dòng)物遺傳育種與繁殖。

基金項(xiàng)目：內(nèi)蒙古自治區(qū)自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2012MS0403）。