頸靜脈灌注精氨酸對泌乳中期奶牛泌乳性能和牛乳酪蛋白合成的影響

周 剛 王夢芝* 張 軍,2* 丁洛陽 張 鑫 徐巧云

(1.揚(yáng)州大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,揚(yáng)州225009；2.揚(yáng)州市揚(yáng)大康源乳業(yè)有限公司，揚(yáng)州225004)

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頸靜脈灌注精氨酸對泌乳中期奶牛泌乳性能和牛乳酪蛋白合成的影響

周 剛1王夢芝1*張 軍1,2*丁洛陽1張 鑫1徐巧云1

(1.揚(yáng)州大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,揚(yáng)州225009；2.揚(yáng)州市揚(yáng)大康源乳業(yè)有限公司，揚(yáng)州225004)

本文旨在研究頸靜脈灌注精氨酸對泌乳中期奶牛泌乳性能和牛乳酪蛋白合成的影響。將6頭體重、胎次、泌乳期、泌乳量和體況基本一致的荷斯坦奶牛隨機(jī)分為3組(每組2頭)：酪蛋白模式組(對照組)、精氨酸灌注組、丙氨酸等氮組(與精氨酸灌注組等氮)，采用3×3復(fù)拉丁方試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每期22d(7d灌注期+15d間隔期)，測定其泌乳性能、酪蛋白含量以及酪蛋白基因的表達(dá)情況。結(jié)果表明：1)灌注的第5天精氨酸灌注組的乳蛋白及乳中非脂固形物含量均顯著高于酪蛋白模式組(P<0.05)；第6天精氨酸灌注組的乳脂率顯著高于丙氨酸等氮組(P<0.05)。2)酪蛋白模式組的α-酪蛋白含量顯著低于其他2組(P<0.05)；β-酪蛋白含量在3組間沒有顯著的差異(P>0.05)；κ-酪蛋白含量則以精氨酸灌注組為最高，顯著高于其他2組(P<0.05)。3)精氨酸灌注組αs1-酪蛋白基因(CSN1S1)、αs2-酪蛋白基因(CSN1S2)的表達(dá)量顯著高于其他2組(P<0.05)。綜上，灌注精氨酸提高了乳蛋白中α-酪蛋白和κ-酪蛋白含量，以及CSN1S1、CSN1S2在奶牛乳腺組織的表達(dá)量，有利于牛乳中乳蛋白率和乳品質(zhì)的提高。

頸靜脈灌注；精氨酸；泌乳性能；酪蛋白

作為目前人類重要而優(yōu)質(zhì)的營養(yǎng)源和功能食品之一[1]，牛乳不僅能提供給機(jī)體多種必需的氨基酸和脂肪酸而具有營養(yǎng)功能，而且牛乳蛋白質(zhì)中含量最高的酪蛋白(80%以上)還因具有多種生物學(xué)功能而具有一定的保健作用。如酪蛋白不僅可與礦物元素結(jié)合，特別是鈣離子結(jié)合，形成可溶性復(fù)合物促進(jìn)機(jī)體對鈣等礦質(zhì)元素的吸收[2]，還含有多種功能性小肽。同時(shí)，酪蛋白為乳腺組織所特有合成的蛋白質(zhì)[3]。因此，研究奶牛乳腺酪蛋白合成的調(diào)控機(jī)理與技術(shù)是提高乳蛋白率以及乳品質(zhì)的重要渠道之一。前人的研究表明，精氨酸對上皮細(xì)胞的增殖及蛋白質(zhì)合成有一定的促進(jìn)作用。培養(yǎng)液中添加0.3mmol/L的精氨酸有利于小腸上皮細(xì)胞的增殖及蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化，并可緩解其因內(nèi)毒素誘發(fā)的凋亡[4]；培養(yǎng)液中添加556.00mg/L的精氨酸可促進(jìn)奶牛乳腺上皮細(xì)胞的增殖，并可通過哺乳動物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)通徑調(diào)控機(jī)制促進(jìn)酪蛋白基因的表達(dá)[5]，進(jìn)而促進(jìn)酪蛋白的合成[6]。而給予Wistar大鼠2倍精氨酸需要量，促進(jìn)了乳腺腺泡發(fā)育和提高了乳腺酪蛋白的合成[7]。以上研究表明，精氨酸可以用于促進(jìn)體外培養(yǎng)乳腺上皮細(xì)胞和模式動物Wistar大鼠乳腺酪蛋白的合成。奶牛上的試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，真胃灌注精氨酸組相對于對照組(無精氨酸)能夠提高乳蛋白的產(chǎn)量。但該研究中只測定了乳蛋白產(chǎn)量，并沒有分析其中酪蛋白的變化情況[8]。所以，迄今尚不能完全闡明精氨酸對乳蛋白(酪蛋白)合成影響的規(guī)律和機(jī)理。為此，本研究擬采用頸靜脈灌注方式，給泌乳中期奶牛提供體外培養(yǎng)條件下促進(jìn)酪蛋白合成適宜的精氨酸量，并測定其泌乳性能、乳品質(zhì)、酪蛋白含量的動態(tài)變化，以及乳腺酪蛋白基因表達(dá)情況，以探討精氨酸影響奶牛乳腺酪蛋白合成的規(guī)律及其機(jī)制，為牛乳品質(zhì)調(diào)控技術(shù)和機(jī)理的研究提供一些基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動物與試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)牧場選擇6頭體重、胎次(4胎)、泌乳期[(80±2) d]、泌乳量[(21.0±1.0) kg]、體況(3.0分)等基本一致的荷斯坦奶牛作為試驗(yàn)動物。參照NRC(2001)[9]奶牛營養(yǎng)需要配制試驗(yàn)用基礎(chǔ)飼糧(由揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)牧場提供)，試驗(yàn)期持續(xù)飼喂試驗(yàn)用基礎(chǔ)飼糧?；A(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1，其中，除羊草單獨(dú)喂給外，其他飼料以全混合形式喂給?；A(chǔ)飼糧的養(yǎng)分含量測定參考張麗英[10]的方法，預(yù)試期統(tǒng)計(jì)各試驗(yàn)牛15d內(nèi)的平均采食量，依此數(shù)據(jù)計(jì)算投料量。試驗(yàn)牛在同舍分單圈飼養(yǎng)，每天早晚2次等量飼喂(羊草先飼、混合料后飼)，收集剩料，計(jì)算各組干物質(zhì)采食量(分別為20.21、18.85、19.12kg/d)，組間無顯著差異(P>0.05)[11]。每日擠奶3次，自由飲水，飼養(yǎng)管理皆保持一致。在試驗(yàn)牛左側(cè)頸部靜脈安裝滯留針，安裝后每天用無菌肝素鈉生理鹽水(750IU/mL)疏通2次。

將試驗(yàn)牛隨機(jī)分為3組，分別為酪蛋白模式灌注組(對照組,在測定了試驗(yàn)牛陰外動脈血流量和其中氨基酸本底值的基礎(chǔ)上，灌注補(bǔ)足為酪蛋白模式的氨基酸混合物)、以對照組為基礎(chǔ)的2倍精氨酸灌注組(精氨酸灌注組，本研究選擇體外細(xì)胞培養(yǎng)試驗(yàn)促進(jìn)酪蛋白表達(dá)最優(yōu)的2倍精氨酸量進(jìn)行灌注，灌注量為37.66g/d，相當(dāng)于氮12.10g/d)、丙氨酸等氮灌注組(丙氨酸等氮組，與精氨酸灌注組等氮，灌注量為77.24g/d，相當(dāng)于氮12.13g/d)。采用3×3復(fù)拉丁方試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每期22d，包括灌注期7d，間隔期15d。每天經(jīng)由頸靜脈滯留針勻速灌注8h，灌注總量皆為4L。灌注液由江蘇省南京市劍橋生物科技有限公司配制。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (DM basis) %

1.2 奶樣的采集與指標(biāo)的檢測

奶樣采集：灌注期每天記錄每頭牛早(07:00)、中(15:00)、晚(23:00)擠奶量，并各采集1管奶樣，全天3管充分混勻待測。

乳品質(zhì)分析：采用揚(yáng)大康源乳業(yè)的丹麥福斯120乳品檢測儀(紅外線)檢測乳脂率、乳中非脂固形物含量、乳蛋白率、牛乳密度。

酪蛋白含量測定：采用R&D公司的α-酪蛋白(CK-E94191B)、β-酪蛋白(CK-E94192B)、κ-酪蛋白(CK-E94193B)ELISA檢測試劑盒，檢測α-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白的含量。具體測定步驟參見試劑盒說明書。

1.3 乳腺樣品的采集與處理

活體采樣：每個灌注期結(jié)束，采用乳腺采樣槍活體采集試驗(yàn)?zāi)膛Ｈ橄俳M織樣品約200mg，即投入液氮罐(-70℃)保存待用。每期輪換采集對側(cè)乳區(qū)的相近部位。

總RNA提?。喝橄贅悠繁辖鈨龊?，利用Trizol法提取乳腺組織總RNA，以2.2%甲醛變性凝膠電泳和ND1000微量分光光度計(jì)檢測總RNA的純度和濃度，-70℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 酪蛋白基因表達(dá)的分析

按照TaKaRa反轉(zhuǎn)錄試劑盒操作程序進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄合成cDNA(反應(yīng)液在冰上配制)。根據(jù)GenBank數(shù)據(jù)庫已公布的牛乳腺αs1-酪蛋白基因(CSN1S1)、αs2-酪蛋白基因(CSN1S2)、β-酪蛋白基因(CSN2)、κ-酪蛋白基因(CSN3)共4個基因序列設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)定量PCR(real-time PCR)引物。以甘油醛-3-磷酸脫氫酶(GAPDH)作為內(nèi)參基因，用于檢測上述基因的組織mRNA相對表達(dá)水平。所有熒光定量引物均跨內(nèi)含子設(shè)計(jì)，以避免基因組DNA的污染。引物由生工生物工程(上海)有限公司合成，引物序列信息見下表2。采用SYBR Green試劑盒，在7500型實(shí)時(shí)定量PCR儀上檢測基因的相對表達(dá)量。

表2 實(shí)時(shí)定量PCR引物Table 2 Real-time PCR primers

基因表達(dá)相對定量的結(jié)果采用2-ΔΔCt方法進(jìn)行處理。計(jì)算公式[13]如下：

ΔΔCt=(待測組目的基因Ct-待測組 內(nèi)參基因Ct)-(對照組目的基因Ct-對照組內(nèi)參基因Ct)；

基因表達(dá)量=2-ΔΔCt。

式中：Ct為初始循環(huán)數(shù)，即擴(kuò)增曲線與Threshold line交點(diǎn)的橫坐標(biāo)值，是PCR擴(kuò)增過程中熒光信號強(qiáng)度達(dá)到閾值所需的循環(huán)數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

所獲得的數(shù)據(jù)資料采用Excel對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行方差分析和Duncan氏法多重比較。P<0.05為顯著差異水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 精氨酸灌注對乳品質(zhì)的影響

由表3可知，精氨酸灌注組的乳蛋白率顯著高于酪蛋白模式組和丙氨酸等氮組(P<0.05)；乳脂率則以酪蛋白模式組較低，顯著低于其他2組(P<0.05)；乳中非脂固形物含量和牛乳密度在組間則未發(fā)現(xiàn)有顯著的差異(P>0.05)；但產(chǎn)奶量和乳蛋白產(chǎn)量在精氨酸灌注組和丙氨酸等氮組都顯著高于酪蛋白模式組(P<0.05)。

對試驗(yàn)牛灌注期乳成分動態(tài)變化分析結(jié)果見圖1、圖2、圖3。由圖1可知，灌注期3組的乳蛋白率都呈現(xiàn)波動變化，其中精氨酸灌注組持續(xù)在相對較高的水平波動，而酪蛋白模式組則在相對較低的水平波動。在灌注的第5天時(shí)，精氨酸灌注組顯著高于酪蛋白模式組(P<0.05)；而丙氨酸等氮組與其他2組的差異皆不顯著(P>0.05)。

表3 精氨酸灌注對泌乳性能和乳品質(zhì)的影響Table 3 Effects of arginine infusion on lactation performance and milk quality

同一時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)標(biāo)注字母不同表示差異顯著(P<0.05)。下圖同。Values of the same time point with different letters differed significantly (P<0.05). The same as below.

由圖2可知，在灌注期乳脂率略有波動。在第6天時(shí)，精氨酸灌注組的乳脂率顯著高于丙氨酸等氮組(P<0.05)，但與酪蛋白模式組間差異不顯著(P>0.05)。

由圖3可知，在灌注期，3組乳中非脂固形物含量都呈現(xiàn)有波動變化，其中精氨酸灌注組持續(xù)在相對較高的水平波動，而酪蛋白模式組則在相對較低的水平波動。灌注的第5天時(shí)，精氨酸灌注組顯著高于酪蛋白模式組(P<0.05)，但與丙氨酸等氮組間差異不顯著(P>0.05)。

圖2 灌注期乳脂率的動態(tài)變化Fig.2 Dynamics of milk fat percentage

圖3 灌注期乳中非脂固形物含量的動態(tài)變化Fig.3 Dynamics of milk non-fat milk solids

2.2 精氨酸灌注對酪蛋白含量的影響

由表4可知，α-酪蛋白含量以酪蛋白模式組最低，顯著低于其他2組(P<0.05)；β-酪蛋白含量在組間沒有顯著的差異(P>0.05)；κ-酪蛋白含量以精氨酸灌注組最高，顯著高于其他2組(P<0.05)，丙氨酸等氮組次之，酪蛋白模式組最低。所測定幾種酪蛋白加和計(jì)為總酪蛋白，其在牛乳中的含量以及其日產(chǎn)量皆以精氨酸灌注組為高(P<0.05)；總酪蛋白在乳蛋白中的比例在73.18%～92.63%變動，其中精氨酸灌注組也顯著高于酪蛋白模式組(P<0.05)，但與丙氨酸等氮組無顯著差異(P>0.05)。

表4 精氨酸灌注對酪蛋白含量的影響Table 4 Effects of arginine infusion on casein protein content

對于灌注期各酪蛋白含量具體的變化見圖4、圖5、圖6。由圖4可知，在灌注期，3組的α-酪蛋白含量都呈現(xiàn)波動變化，其中精氨酸灌注組在灌注后上升并持續(xù)在相對較高的水平波動，酪蛋白模式組在相對最低的水平波動。灌注的第3～7天期間組間出現(xiàn)了顯著差異(P<0.05)，都以精氨酸灌注組最高。其中第3天時(shí)，3組間的差異皆顯著(P<0.05)；第4、5、6天丙氨酸等氮組與精氨酸灌注組差異不顯著(P>0.05)；第7天時(shí)丙氨酸等氮組與酪蛋白模式組的差異不顯著(P>0.05)。

圖4 灌注期乳中α-酪蛋白含量的動態(tài)變化Fig.4 Dynamics of α-casein content in milk during infusing stage

由圖5可知，在灌注期，3組的β-酪蛋白含量皆呈現(xiàn)波動變化。灌注的第3、4天時(shí)組間出現(xiàn)了顯著差異(P<0.05)，皆以精氨酸灌注組與酪蛋白模式組相對較高，而丙氨酸等氮組相對較低。

由圖6可知，在灌注期期間，κ-酪蛋白含量在精氨酸灌注組在相對較高的水平波動，丙氨酸等氮組較低，酪蛋白模式組則在相對最低的水平波動。灌注的第3～7天期間組間出現(xiàn)了顯著差異(P<0.05)，其中都以精氨酸灌注組最高；丙氨酸等氮組除第4天與酪蛋白模式組差異顯著外(P<0.05)，其他檢測時(shí)間都與酪蛋白模式組無顯著差異(P>0.05)。

圖5 灌注期乳中β-酪蛋白含量的動態(tài)變化Fig.5 Dynamics of β-casein content in milk

圖6 灌注期乳中κ-酪蛋白含量的動態(tài)變化Fig.6 Dynamics of κ-casein content in milk

2.3 精氨酸灌注對酪蛋白基因表達(dá)的影響

由表5可知，酪蛋白基因CSN1S1、CSN1S2的表達(dá)量在酪蛋白模式組、丙氨酸等氮組顯著的低于精氨酸灌注組(P<0.05)；酪蛋白基因CSN2、CSN3的表達(dá)量在3組間的差異不顯著(P>0.05)。

表5 精氨酸灌注對酪蛋白基因表達(dá)的影響Table 5 Effect of arginine infusion on the expression of casein gene

3 討 論

3.1 精氨酸灌注對乳蛋白合成的影響

乳成分基本上是穩(wěn)定的，但各種成分如乳蛋白也會在一定范圍內(nèi)波動[14]。乳蛋白率的變化范圍為3.0%～3.7%，其中主要包括有酪蛋白、乳清蛋白、脂肪球蛋白。約有90%以上的乳蛋白是在乳腺上皮中以氨基酸為原料合成的。采用14C標(biāo)記氨基酸、13C標(biāo)記小肽的研究表明，牛乳中酪蛋白、α-乳清蛋白、β-乳球蛋白都是由乳腺上皮細(xì)胞利用血液中的氨基酸或小肽從頭合成的[15-16]。由此可見，作為乳蛋白合成的前體物，必需氨基酸的供應(yīng)量和氨基酸組成的平衡性對乳蛋白和合成都具有重要的意義[17-18]。近年來的研究另外表明，部分功能性氨基酸除作為乳蛋白合成的底物外，還通過遺傳或代謝等通徑參與乳蛋白合成的調(diào)控。就精氨酸而言，作為一種條件性必需氨基酸和功能性氨基酸，不僅參與動物體蛋白質(zhì)的合成與沉積，還通過多種酶及其代謝物廣泛地參與機(jī)體代謝，在動物體內(nèi)發(fā)揮著重要代謝調(diào)控效應(yīng)[19-21]。

本研究是參考前期體外研究結(jié)果在酪蛋白模式基礎(chǔ)上的精氨酸灌注，結(jié)果表明，精氨酸灌注組相對于對照組顯著提高了產(chǎn)奶量和乳蛋白率。分析其原因，精氨酸灌注可能通過對相關(guān)代謝途徑的調(diào)控促進(jìn)了乳腺的泌乳性能和其泌蛋白的合成。由于精氨酸在體內(nèi)可分解為尿素和鳥苷酸，進(jìn)而合成多胺類物質(zhì)來調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長[22]。因此，從乳腺組織發(fā)育的研究來看，精氨酸為乳腺發(fā)育所必需，缺乏則可能導(dǎo)致大鼠乳腺DNA和RNA的含量的降低[23]。研究也表明，精氨酸可以通過促進(jìn)大鼠乳腺組織乳導(dǎo)管樹發(fā)育[24]、大鼠乳腺組織腺泡的發(fā)育[7]和奶牛乳腺上皮細(xì)胞的增殖[25]等，為泌乳代謝提供良好的基礎(chǔ)，從而發(fā)揮對泌乳性能的促進(jìn)作用。另外，從機(jī)體內(nèi)蛋白質(zhì)的生物合成角度來看，產(chǎn)奶量的降低伴隨著乳腺上皮細(xì)胞總RNA量的降低[26]。而精氨酸則可通過Janus激酶2(JAK2)-信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄活化蛋白5(STAT5)和mTOR信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路調(diào)控乳腺上皮細(xì)胞酪蛋白基因mRNA的轉(zhuǎn)錄[5]來調(diào)控其蛋白質(zhì)的生物合成。除此之外，精氨酸還可促進(jìn)多種內(nèi)分泌激素的釋放，如胰島素、生長激素、催乳素[27]?；诖朔治觯彼徇€可能通過調(diào)控這些激素的分泌，來直接或間接作用于乳腺的發(fā)育、泌乳性能以及其乳蛋白的合成[28]，但這在本研究中并沒有涉及，尚需要進(jìn)一步開展激素相關(guān)的機(jī)理研究。

3.2 精氨酸灌注對牛乳酪蛋白含量的影響

奶牛的酪蛋白基因全長200kb位于第6染色體上(6/BTA 6q31-33)上，按順序?yàn)镃SN1S1、CSN1S2、CSN2、CSN3等基因形成基因簇，并分別編碼αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白等蛋白質(zhì)[29-30]。牛乳酪蛋白中的αs1-酪蛋白[31]和β-酪蛋白[32]為牛乳中主要的酪蛋白類型；而κ-酪蛋白雖然含量較低，但同樣也是牛乳酪蛋白的重要組分[33]。在本研究中，所檢測的α-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白含量分別在52.70%～62.96%、27.96%～38.56%、9.01%～10.24%內(nèi)變動，基本符合奶牛酪蛋白含量的一般分布。與不同牛群(高乳脂率瑞士紅牛、低乳脂率瑞士紅牛、瑞士荷斯坦奶牛)牛乳酪蛋白含量的研究結(jié)果顯示，αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白、β-酪蛋白、κ-酪蛋白含量分別在30.74%～32.31%、5.97%～6.99%、47.21%～47.63%、13.55%～15.28%內(nèi)變動[34]，本研究與此也有一定的一致性。

對于本研究的不同處理，精氨酸顯著提高了牛乳中α-酪蛋白的含量，以及CSN1S1、CSN1S2基因的表達(dá)量，該結(jié)果與精氨酸可提高奶牛乳腺上皮細(xì)胞αs1-酪蛋白的合成量及其基因CSN1S1的表達(dá)量[5]相一致。雖然本研究沒有分別測定αs1-酪蛋白、αs2-酪蛋白的含量，但其基因CSN1S1、CSN1S2表達(dá)量結(jié)果表明，精氨酸提高了這2種酪蛋白基因在奶牛乳腺的表達(dá)量。對于其調(diào)控機(jī)制，一方面是上述的通過調(diào)控信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路因子機(jī)制；另一方面也可能是通過調(diào)控表觀遺傳修飾機(jī)制來實(shí)現(xiàn)的，但后者的推測尚有待于進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。本研究中精氨酸并沒有顯著提高牛乳β-酪蛋白含量，而與精氨酸提高了奶牛乳腺上皮細(xì)胞β-酪蛋白合成量[5]的結(jié)果有所不同，這可能與體內(nèi)試驗(yàn)和體外試驗(yàn)方法的不同、組織間代謝的影響等有關(guān)。另外在本研究中，精氨酸灌注組牛乳中κ-酪蛋白的含量也有顯著的提高，這與精氨酸提高乳腺上皮細(xì)胞κ-酪蛋白含量和CSN3表達(dá)量的結(jié)果[6]相一致，至于本研究中CSN3的表達(dá)量并未有顯著的提高還有待進(jìn)一步地研究闡明。綜合以上結(jié)果表明，精氨酸可提高牛乳α-酪蛋白和κ-酪蛋白的含量，進(jìn)而提高酪蛋白(乳蛋白)的合成。但胡良宇等[7]采用精氨酸處理大鼠卻只顯著提高了其乳腺β-酪蛋白含量，與本研究結(jié)果的不同可能主要是由于不同物種間所泌乳中酪蛋白的組分有所不同，其受到調(diào)控的反映也有所不同所致[34-35]。

另有研究表明，牛乳酪蛋白的組成與含量以及酪蛋白各基因的多態(tài)性都與奶牛泌乳性能、乳成分以及乳制品加工特性等密切相關(guān)[36-37]。比如，κ-酪蛋白的糖基化程度可能影響酪蛋白、乳蛋白以及牛乳等的產(chǎn)量[38]。作為牛乳中的重要組分[33]，CSN3敲除后的大鼠不能泌乳并且所分泌的酪蛋白膠束不穩(wěn)定[39]，而且該基因的多態(tài)性與凝乳性能和干酪品質(zhì)相關(guān)聯(lián)[40]。在本研究中，精氨酸灌注組牛乳的κ-酪蛋白含量及其基因表達(dá)量相對于其他2組都同時(shí)有明顯的提高。因此推測，一方面牛乳蛋白的性能也有可能因?yàn)棣?酪蛋白合成量與其基因CSN3表達(dá)量的改變而有相應(yīng)的改變；另一方面，κ-酪蛋白含量的提高也可能是進(jìn)一步提高其他種類酪蛋白合成的原因之一[38]，但這都有待下一步開展試驗(yàn)予以闡明。

4 結(jié) 論

灌注精氨酸提高了乳蛋白中α-酪蛋白和κ-酪蛋白含量，以及酪蛋白基因CSN1S1、CSN1S2的表達(dá)量，有利于牛乳中乳蛋白率和乳品質(zhì)的提高，可為奶牛生產(chǎn)實(shí)踐中牛乳品質(zhì)調(diào)控技術(shù)及其機(jī)理的研究提供一定的試驗(yàn)參考資料。

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(責(zé)任編輯 王智航)

Effects of Arginine Infusion through Jugular Vein on Milk Performance and Casein Synthesis of Mid-Lactation Cows

ZHOU Gang1WANG Mengzhi1*ZHANG Jun1,2*DING Luoyang1ZHANG Xin1XU Qiaoyun1

(1.CollegeofAnimalandTechnology,YangzhouUniversity,Yangzhou225009,China; 2.YangzhoucityYangdaKangyuanDairyCo.,Ltd.,Yangzhou225004,China)

The objective of this study was to investigate the effects of arginine infusion through jugular vein on milk performance and casein synthesis of mid-lactation cows. Six healthy lactating cows at similar lactation stages with similar body weight, parity, milk yield and body condition were divided into 3groups (2cows for each group) in the 3× 3Latin square trail, which were casein model group (control group), arginine infusion group and alanine iso-nitrogen group (equal nitrogen amount to arginine infusion group). Each period lasted for 22days with 7-day infusion plus 15-day interval per period. Milk performance, casein contents and casein gene expressions were detected. The results showed as follows: 1) on day 5of infusion, arginine infusion group was significantly higher than casein model group in the contents of milk protein and milk non-fat milk solids (P<0.05); on day 6, arginine infusion group was significantly higher in milk fat percentage compared to alanine iso-nitrogen group (P<0.05). 2) α-casein content in casein model group was significantly lower than that in the other 2groups (P<0.05); β-casein content had no significant difference among groups (P>0.05); κ-casein content of arginine infusion group was the highest, and was significantly higher than that in the other 2groups (P<0.05). 3) Arginine infusion group had significantly higher expression levels in αs1-casein gene (CSN1S1) and αs2-casein gene (CSN1S2) compared to those in the other 2groups (P<0.05). It is concluded that arginine infusion increases the contents of α-casein and κ-casein in milk, as well as expression levels ofCSN1S1andCSN1S2in mammary tissue from dairy cows, which is contributed to the improvements of milk protein percentage and milk quality.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2016, 28(4)：1199-1207]

jugular vein infusion; arginine; milk performance; casein

10.3969/j.issn.1006-267x.2016.04.031

2015-10-22

江蘇省自然科學(xué)基金基礎(chǔ)研究項(xiàng)目(BK20141270,BK20151312)；江蘇省優(yōu)勢學(xué)科(PAPD)

周 剛(1989—)，男，江蘇宿遷人，碩士研究生，動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)專業(yè)。E-mail: yzdxzg@163.com

*通信作者：王夢芝，副教授，碩士生導(dǎo)師，E-mail: mengzhiwangyz@126.com，張 軍，副教授，碩士生導(dǎo)師，E-mail: yzu7788@163.com

S823

A

1006-267X(2016)04-1199-09

*Corresponding authors: WANG Mengzhi, associate professor, E-mail: mengzhiwangyz@126.com; ZHANG Jun, associate professor, E-mail: yzu7788@163.com