灌服黃芪多糖對(duì)奶牛產(chǎn)奶量、免疫性能及抗氧化性能的影響

徐麗云，鄭夢(mèng)荷，許子豪，牛高偉，王永力，邱 輝，吳宇軒，金 桐，邵 偉

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊 830052；2.新疆長(zhǎng)榮飼料有限公司，昌吉 831100；3.新疆佳和瑞鑫農(nóng)牧科技有限公司，昌吉 831100；4.新疆昌吉市吉緣牧業(yè)有限公司，昌吉 831100)

黃芪(Astragalus)是指蒙古黃芪、膜莢黃芪的根，主要產(chǎn)于山西、甘肅和黑龍江等地，含有多糖、皂苷、黃酮等多種生物活性成分，具有抗衰老、抗腫瘤、利水消腫、增強(qiáng)免疫力等作用[1]。黃芪多糖(Astragaluspolysaccharides，APS)是從黃芪的莖或干根中提取的一種活性物質(zhì)，主要分為雜多糖和葡聚糖[2]，具有免疫調(diào)節(jié)[3]、抗氧化[3]、抗腫瘤[4-5]、保護(hù)心血管系統(tǒng)[6]、降血糖[7]等多種生物學(xué)作用。文月玲等[8]研究發(fā)現(xiàn)，為每頭奶牛每天補(bǔ)飼10～100 g APS，對(duì)機(jī)體健康無(wú)毒副影響；魏彤[9]在奶山羊飼料中添加50、100、150 mg/kg APS對(duì)其產(chǎn)奶量均無(wú)顯著影響；胡文舉等[10]試驗(yàn)結(jié)果表明，為肉雛雞補(bǔ)飼0.2% APS能極顯著提高其免疫器官指數(shù)和免疫球蛋白含量；彭宏剛[11]研究發(fā)現(xiàn)，在育肥豬飼糧中添加0.2% APS可提高其血清白細(xì)胞介素2(IL-2)、IL-6和干擾素γ(IFN-γ)水平，增強(qiáng)免疫能力；Chang等[12]在飼料中添加0.2 g/kg APS可提高蝦的抗氧化能力。目前關(guān)于APS在生產(chǎn)中的應(yīng)用多見于豬、雞等畜禽與水產(chǎn)養(yǎng)殖上。近年來(lái)，APS因其自身含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和藥用性能，受到越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注，但關(guān)于APS在奶牛生產(chǎn)中的應(yīng)用報(bào)道較少。本試驗(yàn)通過(guò)研究灌服不同劑量APS對(duì)泌乳早期荷斯坦奶牛產(chǎn)奶量、牛乳體細(xì)胞評(píng)分(SCS)、機(jī)體免疫力與抗氧化能力的影響，旨在闡明APS對(duì)奶牛的作用和應(yīng)用價(jià)值，為APS的進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

APS為棕黃色粉末狀，純度為70%，購(gòu)自山西百人得生物科技有限公司，；免疫球蛋白G(IgG)、IL-2、IL-6檢測(cè)試劑盒均購(gòu)自北京華英生物技術(shù)研究院；過(guò)氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶(GSH-Px)、總抗氧能力(T-AOC)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)檢測(cè)試劑盒均購(gòu)自中生北控生物科技股份有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與飼養(yǎng)管理

于2021年6月至2021年10月在新疆昌吉市吉緣牧業(yè)有限公司，選擇體重(600.00±50.00) kg、泌乳天數(shù)(40±15) d、胎次(2.70±0.93)胎以及泌乳量(45.69±7.15) kg/d且健康的泌乳早期荷斯坦奶牛44頭，隨機(jī)分為對(duì)照組(CK)及APS20、APS55和APS90組，每組11頭，所有試驗(yàn)牛均飼喂基礎(chǔ)飼糧，在此基礎(chǔ)上于每日清晨7:30 CK組灌服溫水200 mL，各試驗(yàn)組分別灌服20、55、和90 g/d的APS溶液200 mL(預(yù)先將20、55、90 g APS分別溶于200 mL自來(lái)水中)，預(yù)試期10 d，正試期60 d。所有試驗(yàn)?zāi)膛＞谙嗤曫B(yǎng)管理?xiàng)l件下進(jìn)行，試驗(yàn)期牛群自由采食、飲水。試驗(yàn)牛泌乳期飼糧營(yíng)養(yǎng)水平參照NRC 2021，基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(DM基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (DM basis) %

①每千克50%濃縮料包含：維生素A 34 614 IU；維生素D 10 770 IU；維生素E 166 498 IU；銅 69.05 mg；鋅 438.6 mg；錳 369.84 mg；碘 5.03 mg；硒 1.718 mg；鈷 5.24 mg；鈣 2.171%。②產(chǎn)奶凈能為計(jì)算值，其余營(yíng)養(yǎng)水平為實(shí)測(cè)值

① Per kilogram of 50% concentrate contains:Vitamin A 34 614 IU;Vitamin D 10 770 IU;Vitamin E 166 498 IU;Cu 69.05 mg;Zn 438.6 mg;Mn 369.84 mg;I 5.03 mg;Se 1.718 mg;Co 5.24 mg;Ca 2.171%.② The net energy of milk production is calculated,and the rest of the nutrient levels are measured values

1.3 樣品采集

1.3.1 乳樣 在正試期第0、30和60天的06：30、14：30、22：30收集乳樣，將3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的乳樣按4∶3∶3的比例混合成100 mL的混樣，待測(cè)。

1.3.2 血樣 在正試期第0、30和60天晨飼前，采集各組奶牛尾根靜脈血10 mL，常溫促凝后在3 500 r/min離心15 min，收集血清并分裝，―20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.4.1 產(chǎn)奶量 正試期內(nèi)，每10 d統(tǒng)計(jì)1次各組奶牛的產(chǎn)奶量，用于統(tǒng)計(jì)分析平均日產(chǎn)奶量的變化趨勢(shì)。

1.4.2 體細(xì)胞數(shù)(SCC) 在正試期第0、30和60天，24 h內(nèi)利用Lactosccan SCC體細(xì)胞計(jì)數(shù)儀測(cè)定收集的牛乳混樣的SCC。

SCC個(gè)體間差異較大，因此將SCC轉(zhuǎn)化為SCS。參照母童等[13]的計(jì)算公式計(jì)算SCS。

x=log2(SCC/100 000)+3

式中，x為SCS值，0～9分對(duì)應(yīng)的SCC如表2所示。

表2 乳中SCS與SCC的對(duì)應(yīng)關(guān)系Table 2 Corresponding relationship between SCS and SCC in milk

1.4.3 免疫及抗氧化性能指標(biāo) 按照試劑盒說(shuō)明書采用酶免法測(cè)定血清中免疫指標(biāo)IgG、IL-2和IL-6等；按照試劑盒說(shuō)明書采用比色法測(cè)定抗氧化指標(biāo)CAT、GSH-Px、T-AOC、SOD、MDA的活性或含量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

用SAS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析，用Duncan氏法進(jìn)行組間多重比較。結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結(jié) 果

2.1 APS對(duì)奶牛日均產(chǎn)奶量的影響

由表3可知，在試驗(yàn)全期，各組產(chǎn)奶量差異均不顯著(P>0.05)。

表3 各組奶牛日均產(chǎn)奶量Table 3 Daily milk yield of dairy cows in each group kg

2.2 APS對(duì)奶牛乳中SCS的影響

由表4可知，與CK組相比，第30和60天時(shí)，APS55組SCS均顯著降低(P<0.05)；0～60 d內(nèi)，APS55組SCS顯著降低(P<0.05)；APS20和APS90組SCS在各時(shí)間點(diǎn)均差異不顯著(P>0.05)，且APS90組SCS在第30天時(shí)極顯著高于APS55組(P<0.01)。

2.3 APS對(duì)奶牛免疫性能的影響

由表5可知，試驗(yàn)全期內(nèi)試驗(yàn)組奶牛血清中IgG含量均高于CK組，但差異不顯著(P>0.05)。與CK組相比，第30天時(shí)，APS20組血清IL-2含量顯著增加(P<0.05)，APS55與APS90組IL-2含量極顯著增加(P<0.01)，且APS55與APS90組IL-2含量顯著高于APS20組(P<0.05)；第60天時(shí)，APS20、APS55和APS90組血清IL-2含量均極顯著增加(P<0.01)，且APS55與APS90組IL-2含量極顯著高于APS20組(P<0.01)；0～60 d內(nèi)，APS20組血清IL-2含量顯著增加(P<0.05)，APS55和APS90組血清IL-2極顯著增加(P<0.01)。第60天時(shí)，APS55組血清中IL-6含量顯著增加(P<0.05)。

表4 各組奶牛乳中SCSTable 4 SCS in milk of dairy cows in each group

表5 各組奶牛免疫指標(biāo)Table 5 Immune indexes of dairy cows in each group

2.4 黃芪多糖對(duì)奶牛抗氧化性能的影響

由表6可知，在試驗(yàn)全期，APS20、APS55和APS90組血清中SOD濃度均高于CK組，但差異不顯著(P>0.05)。與CK組相比，第30、60天時(shí)，APS20、APS55和APS90組血清中CAT活性均極顯著增加(P<0.01)；第60天時(shí)，ASP90組血清中MDA濃度顯著降低(P<0.05)，APS20、APS55和APS90組血清中GSH-Px濃度均顯著增加(P<0.05)，APS55和APS90組血清中T-AOC活性極顯著增加(P<0.01)，且顯著高于APS20組(P<0.05)；0～60 d內(nèi)，APS55組血清T-AOC活性顯著增加(P<0.05)。

表6 各組奶牛抗氧化指標(biāo)Table 6 Antioxidant indexes of dairy cows in each group

續(xù)表

3 討 論

3.1 APS對(duì)奶牛日均產(chǎn)奶量的影響

奶牛的產(chǎn)奶量是衡量其生產(chǎn)價(jià)值最直接的指標(biāo)之一。李占鋒等[14]研究結(jié)果表明，給奶牛補(bǔ)飼200 g/d黃芪組方添加劑，產(chǎn)奶量在試驗(yàn)后期出現(xiàn)提高的趨勢(shì)。曾涵芳等[15]研究發(fā)現(xiàn)，為奶牛注射30、50 mL/d APS溶液后，各組產(chǎn)奶量無(wú)顯著差異。而杜繼紅等[16]研究表明，每天為每頭奶牛補(bǔ)飼10、15 g APS可顯著提高其產(chǎn)奶量。本試驗(yàn)結(jié)果顯示，各組間日均產(chǎn)奶量在試驗(yàn)全期均無(wú)顯著變化；在試驗(yàn)中后期，灌服20、55 g/d APS組牛的產(chǎn)奶量與未灌服相比均有所提高，說(shuō)明APS對(duì)產(chǎn)奶量的影響可能與奶牛所處的泌乳階段、胎次有關(guān)[17]，還可能與奶牛的干物質(zhì)采食量、飼養(yǎng)管理、所處的環(huán)境氣候與自身的營(yíng)養(yǎng)水平有關(guān)。

3.2 APS對(duì)奶牛乳中SCS的影響

乳房炎是奶牛最常見的疾病之一，乳房炎可導(dǎo)致奶牛產(chǎn)奶量下降，使牛奶失去原有的脂香味，嚴(yán)重時(shí)會(huì)喪失泌乳功能[18-19]。研究表明，有害的病原菌，如金黃色葡萄球菌、無(wú)乳鏈球菌、大腸桿菌和支原菌屬等均能導(dǎo)致奶牛乳房炎[20-21]，提高牛乳中的SCC。楊玉艾等[22]與李瑜等[23]研究均表明，APS對(duì)金黃色葡萄球菌、無(wú)乳鏈球菌和大腸桿菌的增殖均有抑制作用，進(jìn)而抑制牛乳中的SCC[24]。本試驗(yàn)中，灌服20、55、90 g/d APS后，在試驗(yàn)全期牛乳SCS均低于對(duì)照組，說(shuō)明灌服APS可降低牛乳中的SCC，且灌服55 g/d APS時(shí)，牛乳中SCC達(dá)到最小值，說(shuō)明APS抑制了導(dǎo)致乳房炎的病原微生物增殖，使SCC下降，進(jìn)而改善奶牛健康狀況，抑制機(jī)體炎癥發(fā)生。

3.3 APS對(duì)奶牛免疫功能的影響

免疫球蛋白是動(dòng)物體內(nèi)經(jīng)抗原刺激后產(chǎn)生的一種球蛋白，具有結(jié)合抗原、活化補(bǔ)體等功能[25]。IgG是由脾臟和淋巴結(jié)中的漿細(xì)胞合成的主要的免疫球蛋白之一，約占血清總免疫球蛋白的75%，通過(guò)凝集和沉淀抗原來(lái)調(diào)節(jié)抗菌、抗病毒和其他免疫活性[26-27]，其含量可以反映機(jī)體的健康和免疫狀況[28]。鮑玉林等[29]研究表明，飼料中添加0.1% APS可顯著提高舍飼藏羊血清中IgG含量；馮會(huì)利等[30]研究發(fā)現(xiàn)，0.2、0.4 g/kg APS可顯著提高斷奶羔羊血清中IgG含量；Wu[31]研究表明，當(dāng)APS飼喂量>1 g/kg時(shí)，肉仔雞血清IgG水平均高于未飼喂APS的肉仔雞。本試驗(yàn)中，灌服20、55、90 g/d APS后，血清中IgG含量均有增高的趨勢(shì)，說(shuō)明APS具有提高血清中IgG的作用，進(jìn)而提高機(jī)體免疫功能。

細(xì)胞因子是由免疫細(xì)胞和某些非免疫細(xì)胞經(jīng)刺激產(chǎn)生的具有多功能的蛋白質(zhì)分子，在免疫系統(tǒng)中主要起到介導(dǎo)和調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的作用[32]。研究表明，多糖類物質(zhì)能促進(jìn)干擾素(IFN)、腫瘤壞死因子(TNF)、白細(xì)胞介素(IL)等50多種細(xì)胞因子的產(chǎn)生[33]。IL-2主要由T淋巴細(xì)胞分泌，可促進(jìn)免疫T細(xì)胞生長(zhǎng)，介導(dǎo)細(xì)胞免疫和炎癥反應(yīng)，調(diào)節(jié)體液體免疫反應(yīng)[34]。IL-6可以通過(guò)刺激T、B細(xì)胞增殖和分化，進(jìn)而增強(qiáng)體液免疫功能[35]。黃芪及APS可以刺激IL-2和IL-6的產(chǎn)生來(lái)影響免疫應(yīng)答[35-37]；王海鳳等[38]研究發(fā)現(xiàn)，肉仔雞灌服4、6 mg/mL APS可以增加其血清中IL-2含量。本試驗(yàn)中，在試驗(yàn)全期，灌服APS后血清中IL-2含量均高于對(duì)照組，且在60 d時(shí)，極顯著高于對(duì)照組；灌服APS后血清IL-6含量均高于對(duì)照組，且在60 d時(shí)，灌服55 g/d APS效果較好，說(shuō)明灌服APS可通過(guò)刺激IL-2和IL-6表達(dá)來(lái)提高奶牛的免疫機(jī)能。此外，本試驗(yàn)中，試驗(yàn)第0、30天血清中IL-2和IL-6的含量有降低的趨勢(shì)，可能是APS對(duì)機(jī)體免疫調(diào)節(jié)作用，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，細(xì)胞對(duì)APS的刺激反應(yīng)下降；其原因也可能是試驗(yàn)前期，試驗(yàn)牛正處于泌乳初期，此時(shí)免疫機(jī)能較弱，在試驗(yàn)后期試驗(yàn)牛免疫機(jī)能逐漸穩(wěn)定。

3.4 APS對(duì)奶牛抗氧化性能的影響

血清T-AOC可以作為衡量機(jī)體抗氧化狀態(tài)的指標(biāo)，可體現(xiàn)機(jī)體抗自由基損傷的情況[39]，同時(shí)SOD、GSH-Px和CAT是機(jī)體主要的抗氧化酶，可反映機(jī)體抗氧化能力的情況[40]。王義翠等[41]研究發(fā)現(xiàn)，5～10 g/頭APS可提高斷奶犢牛血清的抗氧化酶活性；楊松等[42]發(fā)現(xiàn)，1、0.5和0.05 g/kg 的APS可顯著提高小鼠SOD、CAT、GSH-Px活性及T-AOC。本試驗(yàn)中，試驗(yàn)組血清中SOD、CAT、GSH-Px、T-AOC濃度均高于對(duì)照組，且灌服55 g/d APS時(shí)效果較好，說(shuō)明APS能夠提高抗氧化酶活性，減輕氧化自由基對(duì)機(jī)體的損傷。

MDA含量可反映組織中脂質(zhì)過(guò)氧化程度與機(jī)體抗氧化能力的強(qiáng)弱，一般其含量與機(jī)體抗氧化性能成反比[43]。馮士彬等[44]研究發(fā)現(xiàn)，湖羊羔羊飼糧中添加1 g/mL APS可顯著降低血清中MDA濃度；靳錄洋等[45]研究發(fā)現(xiàn)，雛雞皮下注射12.5、25、50 mg/mL APS均可降低血清中MDA濃度。本試驗(yàn)中，灌服90 g/d APS時(shí)，血清中MDA濃度顯著降低，說(shuō)明APS可降低血清中過(guò)氧化物的產(chǎn)生，從而降低動(dòng)物機(jī)體脂質(zhì)過(guò)氧化損傷程度，提高機(jī)體的抗氧化能力。

4 結(jié) 論

在本試驗(yàn)條件下，補(bǔ)飼APS對(duì)泌乳早期奶牛產(chǎn)奶量雖無(wú)顯著影響，但可提高機(jī)體免疫功能與抗氧化性能并降低牛乳中SCC，且55 g/d劑量的效果最佳。