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奶牛热应激全基因组DNA甲基化分析

奶牛热应激全基因组DNA甲基化分析

作者：陈玉梅北京交通大学

学位级别：硕士

研究目的:热应激严重影响奶牛的生产和健康,是制约奶业持续发展的重要因素。DNA甲基化作为一种重要的表观遗传调控机制,与动物的热应激反应密切相关,但其参与奶牛热应激反应的分子机制仍不清楚。本研究旨在通过全基因组重亚硫酸盐测序法... 详细信息

研究目的:热应激严重影响奶牛的生产和健康,是制约奶业持续发展的重要因素。DNA甲基化作为一种重要的表观遗传调控机制,与动物的热应激反应密切相关,但其参与奶牛热应激反应的分子机制仍不清楚。本研究旨在通过全基因组重亚硫酸盐测序法(WGBS)分析热应激期(夏季)和非应激期(春季)奶牛基因组DNA甲基化状态的差异,获得特异的差异甲基化区域,筛选相关的关键基因,为奶牛热应激的DNA甲基化研究积累数据,为选育耐热奶牛提供潜在的靶基因和表观遗传标记。研究方法与内容:本研究以中国荷斯坦牛的春夏季血液DNA样本构建文库和进行WGBS检测。通过对测序数据进行质控、基因组比对、甲基化位点提取等过程获得奶牛全基因组的甲基化状态,采用生物信息学分析策略筛选奶牛热应激相关的差异甲基化区域(DMR)和基因。随后,与课题组转录组测序的差异表达基因(DEG)进行联合分析,筛选潜在的热应激下启动子差异甲基化与差异表达负相关的关键基因。随后选择GNAS和DNLZ基因,利用重亚硫酸转化法(BSP)和RT-q PCR,在春夏24头奶牛个体和39℃热处理不同时间(24 h、48 h和72 h)的牛乳腺上皮细胞(Mac-T)中检测基因启动子DNA甲基化水平和转录表达的差异。最后,通过PGL3-GNAS和PGL3-DNLZ启动子荧光素酶报告基因载体构建、体外甲基化处理以及荧光素酶报告基因细胞转染实验,验证GNAS和DNLZ基因启动子DNA甲基化与基因表达的关系。研究结果:(1)构建了中国荷斯坦牛血液基因组DNA全基因组甲基化图谱,发现奶牛全基因组约4%的C位点处于甲基化状态,C的甲基化类型包含m Cp G、m CHH和m CHG三种。其中m Cp G类型为主,占比达90%以上。在夏季热应激和春季非应激个体间共检测出49861个DMRs(FDR应激过程,选择GNAS、DNLZ、SMAD5基因作为奶牛热应激相关的DNA甲基化候选靶基因。(3)奶牛个体和细胞中热应激后GNAS和DNLZ基因启动子区的甲基化水平显著上调(P奶牛个体和热处理48 h的细胞中基因GNAS和DNLZ表达水平显著降低(P奶牛热应激相关的表观遗传标记。研究结论:(1)奶牛全基因组约4%的C位点处于甲基化状态,C的甲基化类型包括m Cp G、m CHH和m CHG三种。其中,m Cp G类型为主,占比90%以上;(2)热应激会引起奶牛个体基因组DNA甲基化状态的改变,在夏季个体与春季个体间共检测到7613个DMGs;(3)热应激会引起奶牛GNAS和DNLZ基因的启动子甲基化水平显著增加,启动子高甲基化可抑制两个基因的转录表达。

关键词：奶牛热应激 WGBS DNA甲基化 DMR DMG

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奶牛热应激的营养调控方法

畜牧业环境 2023年第24期 28-30页

作者：郭爱玲河南省种业发展中心河南郑州450000

本文旨在探讨奶牛在热应激条件下的营养需求及调控方法,以提高奶牛的生产性能和健康状况。合理的营养管理可有效减轻奶牛的热应激反应,提高其抗病能力和生产效率,为奶牛养殖业的发展提供参考。

关键词：奶牛热应激营养调控生产性能健康状况

酿酒酵母培养物对热应激下泌乳奶牛生产性能、血清生化指标和抗氧化指标的影响

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饲料研究 2022年第24期45卷 8-11页

作者：王晓芳王亚男邵丽玮符乐冯曼范京惠剧勍秦建华河北农业大学河北保定071000 河北省畜牧兽医研究所河北保定071000 承德市农林科学院河北承德067000 保定市畜牧工作站河北保定071000

试验旨在研究酿酒酵母培养物对热应激下泌乳奶牛生产性能、血清生化指标和抗氧化指标的影响。在牛场原有分群基础上选择平均单产相似的两群奶牛,一群为对照组(90头),奶牛饲喂基础日粮,另一群为试验组(76头),奶牛饲喂基础日粮+50 g/(头... 详细信息

试验旨在研究酿酒酵母培养物对热应激下泌乳奶牛生产性能、血清生化指标和抗氧化指标的影响。在牛场原有分群基础上选择平均单产相似的两群奶牛,一群为对照组(90头),奶牛饲喂基础日粮,另一群为试验组(76头),奶牛饲喂基础日粮+50 g/(头·d)酿酒酵母。试验期30 d。结果显示:试验28~30 d,试验组奶牛的产奶量显著高于对照组和试验1~3 d的产奶量(P奶牛总蛋白(TP)、三碘甲状腺原氨酸(T3)和四碘甲状腺原氨酸(T4)含量极显著升高(P奶牛血清总超氧化物歧化酶(T-SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性极显著升高(P奶牛血清丙二醛(MDA)含量极显著降低(P热应激下奶牛采食和产奶量,增强抗氧化能力,缓解奶牛热应激。

关键词：酿酒酵母奶牛热应激生产性能血清生化指标抗氧化能力

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奶牛热应激的危害及营养调控措施

中国畜牧杂志 2012年第8期48卷 37-41页

作者：陈福音高艳霞李建国河北农业大学河北保定071000 国家奶牛产业技术体系北京100193

热应激一直是夏季奶牛生产的重大难题,常导致其生产性能降低、疾病发生率升高,甚至引起动物死亡或者淘汰,给奶牛生产造成巨大损失。国内外专家对奶牛热应激的影响和缓解措施进行大量研究,本文系统介绍了热应激对奶牛的危害,并着重论述... 详细信息

热应激一直是夏季奶牛生产的重大难题,常导致其生产性能降低、疾病发生率升高,甚至引起动物死亡或者淘汰,给奶牛生产造成巨大损失。国内外专家对奶牛热应激的影响和缓解措施进行大量研究,本文系统介绍了热应激对奶牛的危害,并着重论述了缓解热应激的营养调控措施。

关键词：奶牛热应激危害营养调控

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浅谈奶牛热应激及其预防

中兽医学杂志 2022年第3期 41-43页

作者：张建华酒钢集团甘肃祁牧乳业有限责任公司甘肃嘉峪关735100

文章主要探究了奶牛热应激判定指标及方法,指导相关企业加强奶牛夏季日常管理,改善奶牛生产生活环境,改善配合日粮精粗比,饲料中添加营养性物质及添加剂,对常发疾病进行预防与及时治疗,区分奶牛热应激与牛流行热症,有效预防和降低奶牛... 详细信息

文章主要探究了奶牛热应激判定指标及方法,指导相关企业加强奶牛夏季日常管理,改善奶牛生产生活环境,改善配合日粮精粗比,饲料中添加营养性物质及添加剂,对常发疾病进行预防与及时治疗,区分奶牛热应激与牛流行热症,有效预防和降低奶牛热应激发生率,充分提高技术人员的认知度和执行力,降低热应激对奶牛生产造成的危害,有效提高夏季牧场生产水平和效益。

关键词：奶牛热应激调控措施饲养管理流行性热症

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减少奶牛热应激的技术措施

中国畜牧业 2022年第18期 58-59页

作者：田天冉桂霞李双于越吉林省白城市动物卫生监督所吉林省白城市洮北区畜禽产品质量安全中心吉林省白城市动物疫病预防控制中心

我国的奶牛畜牧业,目前已经处在产业稳定期。奶牛饲养现已形成了规模化生产,大中型养殖场成为主要经营主体。在生产技术上也不断向现代化方向发展,但在饲养管理技术与先进生产设备的应用方面,与发达国家相比有所差距。据2020年全国统计... 详细信息

我国的奶牛畜牧业,目前已经处在产业稳定期。奶牛饲养现已形成了规模化生产,大中型养殖场成为主要经营主体。在生产技术上也不断向现代化方向发展,但在饲养管理技术与先进生产设备的应用方面,与发达国家相比有所差距。据2020年全国统计资料显示,我国奶产品品质进一步提高,牛奶的平均乳脂率超过了3.98%,与2011年比较,均增加了0.19%,而与南美洲、大洋洲国家比较,均增加了0.11%,中国的奶产品已在国内外市场具备了相当的实力。

关键词：奶牛饲养先进生产设备饲养管理技术现代化方向奶牛热应激奶产品统计资料经营主体

微生态制剂对减轻荷斯坦奶牛热应激损伤反应试验

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黑龙江畜牧兽医 2015年第7期 112-115页

作者：陈凤梅于枫马爱霞刘敬盛胡士林山东畜牧兽医职业学院山东潍坊261061

为了探讨微生态制剂对奶牛热应激损伤反应有无改善作用,为奶牛养殖防控热应激提供技术支撑,试验将泌乳中期的健康荷斯坦奶牛90头随机分成3组,1组为对照组,饲喂基础日粮;2组为酵母硒组,每天每头添加酵母硒2.5 g和酵母破壁多糖10 g;3组为... 详细信息

为了探讨微生态制剂对奶牛热应激损伤反应有无改善作用,为奶牛养殖防控热应激提供技术支撑,试验将泌乳中期的健康荷斯坦奶牛90头随机分成3组,1组为对照组,饲喂基础日粮;2组为酵母硒组,每天每头添加酵母硒2.5 g和酵母破壁多糖10 g;3组为微生态制剂组,每天每头添加微生态制剂25 g,试验期为33 d,测定了奶牛产奶量、乳成分和血液生化指标。结果表明:与对照组相比,酵母硒组和微生态制剂能显著提高奶牛产奶量(P0.05);酵母硒组、微生态制剂组与对照组相比乳成分含量差异不显著(P>0.05)。3组之间所有生化指标在饲喂前均差异不显著(P>0.05)。饲喂17天时,酵母硒组、微生态制剂组奶牛血清中三碘甲状腺原氨酸、四碘甲状腺原氨酸含量均显著高于对照组(P0.05)。饲喂33天时,酵母硒组、微生态制剂组奶牛血清中三碘甲状腺原氨酸、四碘甲状腺原氨酸含量均显著高于对照组(P0.05)。

关键词：微生态制剂奶牛热应激乳脂率乳蛋白三碘甲状腺原氨酸(T3) 四碘甲状腺原氨酸(T4) 丙氨酸氨基转移酶总蛋白球蛋白

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奶牛热应激的研究进展

奶牛热应激的研究进展

二氢吡啶对缓解奶牛热应激的作用以及机制研究

中国奶牛协会2007年会

作者：郭昌春高晨苏从成德州学院农学系德州学院农学系德州学院农学系

＜正＞随着全球变暖,夏季高温对奶牛尤其是高产奶牛的影响日趋严重。我国饲养的奶牛以北欧的荷斯坦奶牛为主,荷斯坦奶牛耐寒怕热,体温38～39．3℃左右,适宜泌乳温度为0～25％,尤其是5～15℃最适宜。赖登明等认为,荷斯坦奶牛的最适泌乳... 详细信息

＜正＞随着全球变暖,夏季高温对奶牛尤其是高产奶牛的影响日趋严重。我国饲养的奶牛以北欧的荷斯坦奶牛为主,荷斯坦奶牛耐寒怕热,体温38～39．3℃左右,适宜泌乳温度为0～25％,尤其是5～15℃最适宜。赖登明等认为,荷斯坦奶牛的最适泌乳温度为4．4～21．1℃。环境温度超过26℃时,即可引起奶牛的热应激反应。表现为精神沉郁,张口喘息,食欲减退,采食量下降,体温升高,心跳加快,呼吸次数增加等症状,并出现严重的腹式呼吸和流涎、吐白沫状态,严重热应激会导致部分奶牛倒地不起,甚至死亡。

关键词：奶牛养殖环境温度荷斯坦奶牛奶牛热应激

来源： cnki会议评论

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二氢吡啶对缓解奶牛热应激的作用以及机制研究

作者：才航华中农业大学

学位级别：硕士

本试验通过在日粮中添加二氢吡啶研究饲喂二氢毗啶对奶牛热应激蛋白基因（Hsp70mRNA, Hsp90mRNA）相对表达量,血液淋巴细胞凋亡相关基因（Bcl-2mRNA, BaxmRNA）相对表达量,血液淋巴细胞凋亡率,以及抗氧化和抗热应激能力的影响。二氢毗... 详细信息

本试验通过在日粮中添加二氢吡啶研究饲喂二氢毗啶对奶牛热应激蛋白基因（Hsp70mRNA, Hsp90mRNA）相对表达量,血液淋巴细胞凋亡相关基因（Bcl-2mRNA, BaxmRNA）相对表达量,血液淋巴细胞凋亡率,以及抗氧化和抗热应激能力的影响。二氢毗啶可以通过影响奶牛血液的抗氧化酶活力、促进奶牛热应激蛋白基因表达量,提高细胞凋亡基因Bcl-2mRNA/BaxmRNA比值,降低血液淋巴细胞凋亡率,进而提高奶牛的抗热应激能力,改善奶牛的健康状况、提高奶牛的免疫功能,可以缓解夏季高温高湿环境对奶牛生产性能所造成的不利影响。试验一根据胎次、产奶量、体重相似的原则选取40头健康状况良好的泌乳中期中国荷斯坦奶牛。根据牛场DHI记录报告计算奶牛从四月份至八月份的总产奶量下降率,其中产奶量下降率低于30%定为耐热组（n=20）,产奶量下降率高于50%定为热应激组（n=20）。将奶牛抗氧化指标、热应激蛋白及细胞凋亡基因表达量与产奶量进行相关性分析。试验结果表明,夏季奶牛血液中抗氧化酶活力及总抗氧化能力均与产奶量下降率呈负相关,与脂质过氧化产物MDA含量呈正相关。其中GSH-Px活力以及T-AOC与产奶量下降率呈中等强度负相关,r值和P值分别为（r=-0.619,P＜0.01）和（r=-0.515,P＜0.01）,SOD活力与产奶量下降率呈低等强度负相关（r=-0.462,P＜0.01）,CAT活力与产奶量下降率相关性不显著（r=-0.291,P＞0.05）,夏季奶牛产奶量下降率与MDA含量呈中等强度正相关（r=0.371,P＜0.05）。夏季奶牛产奶量下降率与血液淋巴细胞热应激蛋白Hsp70mRNA和Hsp90mRNA表达量呈低等强度负相关,r值和P值分别为（r=-0.619,P＜0.01）和（r=-0.515,P＜0.01）,与Bcl-2mRNA/BaxmRNA比值呈中等强度负相关（r=-0.669,P＜0.01）。说明热应激导致的产奶量下降可能与热应激引起的血液淋巴细胞的凋亡以及机体抗氧化能力下降有关。试验二选取16头健康状况良好、处于泌乳中期的中国荷斯坦奶牛根据胎次、产奶量、体重相似的原则分为对照组和试验组,每组8头奶牛。试验时间为春季适温期4月、夏季高温期7月1-8月15日,春季适温期对照组和试验组奶牛饲喂常规日粮、夏季高温期对照组奶牛饲喂常规日粮,试验组奶牛日粮添加二氢吡啶,粗饲料固定不变。试验结果表明,随着高温应激时间的延长对照组和试验组奶牛SOD, CAT, GSH-Px等抗氧化酶活性及总抗氧化能力T-AOC均逐渐下降,MDA含量逐渐升高。血清和乳清抗氧化指标呈现一致的变化趋势。日粮中添加二氢吡啶可显著提高试验组奶牛血清及乳清抗氧化酶活性,降低MDA含量（P＜0.05）。适温期对照组和试验组奶牛外周血液淋巴细胞热应激蛋白Hsp70mRNA和Hsp90mRNA表达量低于高温期。并且随着高温应激时间的延长Hsp70mRNA和Hsp90mRNA表达量有逐渐升高的趋势,高温期15天,30天时试验组奶牛Hsp90mRNA表达量显著高于对照组（P＜0.05）。高温期30天,45天时试验组奶牛Bcl-2mRNA/BaxmRNA比值显著高于对照组（P＜0.05）。试验组奶牛血液淋巴细胞凋亡率低于对照组5.38%。说明热应激可引起奶牛抗氧化能力的下降,通过促进BaxmRNA基因表达,抑制Bcl-2mRNA基因表达导致淋巴细胞凋亡水平升高。饲料中添加二氢吡啶可以通过提高抗氧化酶活性,促进热应激蛋白表达,从而降低血液淋巴细胞凋亡率。

关键词：二氢吡啶奶牛热应激产奶性能抗氧化能力热应激蛋白淋巴细胞凋亡