牛百科创始人王雅春教授及团队在内蒙古三河牛耐寒机制的研究中取得新进展

说起三河牛,大家一定非常熟悉,作为我国自主培育的第一个乳肉兼用牛品种,可谓是乳肉兼用牛中的“老前辈”了。因培育于呼伦贝尔草原的严酷环境下,它适应能力极强,特别是耐高寒能力,闻名遐迩。多年来,中国农业大学王雅春教授和北京交通大学徐青副教授团队致力于三河牛的耐寒机制研究,已相继发表了5篇英文论文和3篇中文论文,取得了非常不错的成果。最新消息,她们团队又发表一篇关于三河牛的研究成果!大家快来围观吧!

2022年9月26日,奶业科学权威杂志《Journal of Dairy Science》在线发表了题为“血浆代谢组揭示内蒙古三河牛和荷斯坦牛在急性冷应激下的代谢调控差异”(Metabolome profiling of plasma reveals different metabolic responses to acute cold challenge between Inner-Mongolia Sanhe and Holstein cattle)的研究性论文,第一作者是来自中国农业大学的博士研究生胡丽蓉。该研究以血浆代谢组为切入点,比较了两品种牛在急性冷应激前的代谢组及急性冷应激下各自的代谢响应,发现三河牛具有较强的糖酵解活性及急性冷应激下增强三羧酸循环活性及肌酸和磷酸肌酸代谢的特有机制,这为揭示三河牛的耐寒机制提供了新视角。

冷应激对养牛业造成的影响是我国乃至全世界畜牧生产中的重要制约因素之一。对于恒温动物而言,一旦环境温度低于其低临界温度,动物就会发生冷应激反应,进而引起生产性能、繁殖力和免疫力的下降,发病率和死亡率的升高。因此,深入了解和研究耐寒性品种牛对冷应激的响应机制,对降低冷应激对养牛业造成的影响具有重要的指导作用。我国培育品种三河牛(Sanhe)具有良好的耐寒性,而商业品种荷斯坦牛(Holstein)的耐寒性较差。在内蒙古的谢尔塔拉种牛场,两个品种均有饲养,这为牛耐寒机制的研究提供了非常好的遗传资源。

在寒冷环境下,机体会动员更多的能量物质投入到产热中以维持体温的恒定。具体地,温度感受器将冲动传到下丘脑体温调节中枢进行整合,随后激活下丘脑-垂体-肾上腺轴、下丘脑-垂体-甲状腺轴轴及交感神经-肾上腺髓质系统,使得相关激素的合成和周转发生变化,这些变化又可进一步调节代谢酶和代谢通路,使机体能量重新分配。因此,代谢物是动物机体各种调控过程的最终分子产物。代谢组学作为系统生物学重要分支之一,已经逐渐应用到畜禽热应激研究中。但目前鲜有报道将代谢组学应用到动物冷应激研究中,特别是牛冷应激的相关报道。

综上,本研究以饲养在内蒙古呼伦贝尔的三河牛和荷斯坦牛青年母牛为试验对象,通过代谢组学平台探究两品种牛的代谢组差异及急性冷应激下血液代谢组的变化,寻找可以反映急性冷应激下牛代谢途径发生变化的重要代谢物,并比较三河牛和荷斯坦牛冷应激前及响应冷应激过程中的代谢差别,最终揭示三河牛耐寒的潜在分子机制。

研究结论:

● 三河牛荷斯坦代谢模式具有品种特异性,其中,三河牛具有较强的糖酵解活性,而荷斯坦牛具有较强的氨基酸利用能力。

● 在急性冷应激下,三河牛可维持体温恒定,特有的差异代谢物揭示了其利用三羧酸循环肌酸磷酸肌酸代谢供能的特性;荷斯坦牛的体温在急性冷应激下代偿性升高维持体温的能力较差,特有的差异代谢物表明氨基酸代谢在其急性冷应激过程中发挥了重要作用。

● 丙酸甲醇可作为牛急性冷应激的潜在代谢标志物

本文转自乳肉兼用牛培育自主创新联盟公众号

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