抗菌肽對奶牛生產性能及乳腺炎抗性的作用

柳涵 王國富 高樹新

抗菌肽是生物體天然免疫防御系統的重要組成成分，是動物免疫系統在誘導條件下產生的一類抵抗外源病原體入侵感染的肽類活性物質，具有分子量小、帶正電、進化上保守、分布廣、種類多、熱穩定性好、對細胞無毒副作用、無殘留、無污染、無免疫原性、不易產生耐藥性等優良特點，在細菌、真菌、植物、無脊椎動物、脊椎動物以及人類等生物中均存在。抗菌肽通過膜殺傷作用發揮廣譜抗微生物效應，也參與機體的免疫調節、傷口愈合、生殖以及毛色變化等生理和病理過程。近年來，隨著抗菌肽各種生物學功能的深入闡釋，以及在醫藥開發、臨床治療、食品防腐、轉基因動植物、農業病蟲害、養殖業飼料添加劑等領域的開發應用，抗菌肽帶來了新的防控菌毒感染的有效途徑。

一、材料和方法

1.試驗動物 分別從呼和浩特(H)、天津(T)、濟南(J)等3個參加生產性能測定的規模化奶牛場中分別選擇體況、胎次和泌乳期相近的奶牛各100頭，每頭牛均有完整的生產性能測定記錄。

2.試驗方法 ①分組飼喂。分別將源于同一牛場的100頭奶牛隨機分為4個試驗組(S1、S2、S3、S4)和1個對照組(D)，每組20頭。實驗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，對照組不添加抗菌肽。桑蠶抗菌肽（40000單位/克）由上海邦成生物科技有限公司提供，試驗由2013年7月1日開始至9月1日結束。②生產性能測定，試驗第10天開始測定，每次測定間隔10天，共測定6次。測定產奶性狀的指標包括乳脂率、乳蛋白率、305天產奶量及體細胞數，所有生產數據通過Foss 6000乳成分及體細胞聯機分析系統檢測。

3.統計分析 在最小二乘法擬合線性模型中用SPSS13.0軟件統計分析3個奶牛場不同試驗組和對照組的乳脂率、乳蛋白率、305天產奶量及體細胞評分之間的差異。固定效應的線性模型: Yijkl=μ+Gi+Fj+Mk+Pl+ Eijkl；其中：YijkL=產奶量或乳成分的觀察值，μ=群體均值，Gi=基因型的固定效應，Fj=父本的固定效應，Mk=母本的固定效應，Pl=胎次的固定效應，Eijkl=隨機殘差效應。

二、結果和分析

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

2.對乳脂率的影響 如表2所示，飼料中添加不同劑量的抗菌肽，在不同時間段內對不同地區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>濟南>呼和浩特，說明天津奶牛場飼料中精料所占比例較高，且所添加精料中脂肪含量較高，而濟南和呼和浩特奶牛場飼料中精粗料搭配比較適當，但平均乳脂率不高。

3.對乳蛋白率的影響 由表3所示，添加不同劑量的抗菌肽對不同地區奶牛場的平均乳蛋白率影響差異顯著。在常規養殖中，乳蛋白率由高到低分別是呼和浩特>天津>濟南，呼和浩特奶牛場飼料中蛋白含量較高，紫花苜蓿比例較大；天津奶牛場飼料中，蛋白含量也相對較高；濟南奶牛場飼料蛋白含量較低。抗菌肽添加300克/噸和400克/噸時，添加40天后對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南奶牛群的乳蛋白率，但提高幅度很小。

4.對體細胞評分的影響 由表4所示，不同地區奶牛場的奶牛群乳腺炎感染率由高到底分別是天津>濟南>內蒙古，在添加300克/噸的抗菌肽時，添加10天后，體細胞評分在不同地區奶牛場的奶牛群中都顯著降低；添加10～60天內，隨抗菌肽添加劑量的增加和飼喂時間的延長，體細胞評分下降的幅度增加。但抗菌肽添加量為400克/噸和500克/噸時，雖然抗菌肽的添加劑量在增加，但對體細胞評分的下降基本無影響，說明在飼料中添加300～400克/噸的抗菌肽可起到良好的抑菌作用。體細胞評分小于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殘留，在治療奶牛乳腺炎和預防隱性乳腺炎上逐漸引起關注。研究證明，抗菌肽對大腸桿菌、無乳鏈球菌和金黃色葡萄球菌均有抗菌作用，而且能提高動物抵抗力和免疫力，改善乳腺健康，提高產奶性能和降低體細胞數。

本研究中的3個奶牛場經前期試驗驗證，主要是由金黃色葡萄球菌感染導致的乳腺炎。使用抗菌肽后，體細胞評分下降較為明顯，說明抗菌肽對金黃色葡萄球菌感染導致的乳腺炎有很好療效。抗菌肽通過基因工程技術改造，使溶葡萄球菌酶在乳腺上皮細胞中表達而不在牛奶中表達，可預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對大腸桿菌抑菌直徑達到18.4±2.2毫米，與同濃度的硫酸鏈霉素的效果一致；對鏈球菌抑菌直徑達到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對金黃色葡萄球菌抑菌直徑達到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。上述結果證明，抗菌肽對不同病原菌引起的乳腺炎都有一定的預防和治療效果。

本研究發現，抗菌肽對產奶性能的影響主要是提高產奶量和降低體細胞數，乳蛋白稍有提高，乳脂幾乎無變化。2009年，研究者發現由無乳鏈球菌引起的乳房炎，經Nisin（天然生物活性抗菌肽）治療后，體細胞數顯著降低，牛奶中脂肪、蛋白質、乳糖和總固體含量有升高趨勢，尤其是蛋白質和乳糖的含量顯著升高，與本研究相似。2011年，有研究證實在乳房內灌注Nisin后，患病乳區乳腺組織得到一定程度修復，日產奶量逐漸恢復，治愈后患病乳區牛奶乳脂肪、乳蛋白、乳糖和非脂乳固體含量都呈現上升趨勢；其中，乳糖含量增加幅度較快，提示受損乳腺組織修復較快，乳腺上皮細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胞數，提高乳脂率，但對乳蛋白率沒有影響，并在一定程度上防止隱性乳房炎的發生。研究證明，抗菌肽有助于產奶量的提高和乳中體細胞數的降低，但對乳成份的改變不一致，尤其是對乳糖、乳脂和乳蛋白的影響。

四、結論

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

作者簡介 柳涵(1983-)，男，農業推廣碩士。

通訊作者：高樹新（1967-），女，教授，研究方向：動物遺傳育種與繁殖。

基金項目：內蒙古自治區自然科學基金項目（2012MS0403）。