论文部分内容阅读
牦牛是生活在青藏高原上万年的土著家畜,已经成为人们认识青藏高原高寒缺氧极端环境下生物进化和适应性的重要模式动物。随着近现代农牧业发展,黄牛也越来越多的被引入到青藏高原,与牦牛一起成为高寒牧区的重要家畜动物。因此,对比分析牦牛与黄牛动物机体的生理生化特征,有助于更深入认识土著动物与后迁入动物对高寒缺氧极端环境的调整适应机制,对青藏高原地区家畜类群结构调整、家畜福利及高寒畜牧业可持续管理有着重要参考价值。传统的动物生理生化血液及机体样本采集检测方法不仅会使动物在采集样本时产生应激反应,而且还会损害动物的福利。因此,该论文于2018年8月至2019年7月,采用非损伤性取样法收集典型高寒牧区牧户自然养殖在一起的牦牛和黄牛的毛发、粪便样品;通过酶联免疫吸附检测法（Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA）以及放射性免疫测定法（Radioimmunoassay,RIA）技术,测定牦牛和黄牛应激、繁殖以及免疫生理相关的指标,应用16S rDNA高通量测序法,检测牦牛和黄牛粪便肠道微生物组成和变化;分析了不同月份牦牛和黄牛粪便褪黑素、免疫球蛋白、肠道微生物的变化,以及解释三者与粪便类固醇激素存在的相互关系。主要研究结果如下:1.不同月份,牦牛和黄牛粪便糖皮质激素水平有显著的季节变化,存在极显著差异性（P<0.001）,且两个牛种间存在极显著差异（P<0.001）。相比而言,在冷季牦牛和黄牛粪便糖皮质激素水平显著上升,因此在冷季应更加注重牦牛和黄牛的补饲管护。不同性别以及年龄间牦牛粪便糖皮质激素水平无显差异性,但在不同的月份以及年龄间存在极显著的交互作用（P<0.001）。2.不同月份,不同年龄的母牦牛粪便雌二醇水平有显著的季节变化,存在极显著差异（P<0.001）,不同年龄间的差异不显著,但二者（月份和年龄）存在极显著的交互作用（P<0.001）;且在发情期5月至7月,牦牛粪便雌二醇显著上升（P<0.05）。3.不同月份,不同年龄的母牦牛粪便孕酮水平有显著的季节变化,存在极显著差异（P<0.001）,且在不同年龄间存在极显著差异（P<0.001）。在产犊前期以及产犊期2月至3月,牦牛粪便孕酮显著上升（P<0.05）。同时,母牦牛的粪便糖皮质水平与孕酮水平存在极显著正相关（P<0.001）,说明对母牦牛而言,繁殖压力对糖皮质激素的升高也有一定程度的影响。4.不同月份,牦牛和黄牛粪便睾酮水平存在显著的季节性变化,有极显著差异（P<0.001）,且两个牛种间存在极显著差异（P<0.001）。5.不同月份,牦牛和黄牛毛发皮质醇水平存在极显著差异（P<0.001）,且两个牛种间存在显著差异（P<0.05）。母牦牛和公牦牛毛发皮质醇水平存在极显著的差异（P<0.001）,在不同的性别间存在极显著差异（P<0.001）。在不同的取样位置,颈部、肩部以及臀部毛发皮质醇水平无显著差异。6.不同月份,牦牛和黄牛粪便免疫球蛋白IgA、IgG以及IgM水平有显著的季节变化,存在极显著差异（P<0.001）,且在不同的牛种间粪便免疫球蛋白IgA存在极显著差异（P<0.001）,在不同的年龄间牦牛粪便免疫球蛋白IgA和IgM存在极显著差异（P<0.001）。此外,牦牛和黄牛粪便糖皮质激素和免疫球蛋白IgA和IgM存在极显著负相关（P<0.001）,而且牦牛粪便糖皮质激素和免疫球蛋白IgG存在极显著负相关（P<0.001）。因此,粪便糖皮质激素在一定程度上会抑制免疫球蛋白的产生。7.不同月份,牦牛和黄牛粪便褪黑素水平有显著的季节变化,存在极显著的差异（P<0.001）,两个牛种间的差异不显著,不同年龄间牦牛粪便褪黑素水平存在极显著差异（P<0.001）。牦牛和黄牛粪便糖皮质激素水平以及牦牛粪便孕酮水平和褪黑素水平存在极显著负相关（P<0.001）,牦牛粪便免疫球蛋白IgA、IgG以及IgM和粪便褪黑素均有极显著正相关（P<0.001）,但黄牛仅免疫球蛋白IgA和粪便褪黑素有极显著正相关（P<0.001）。8.不同月份,牦牛和黄牛粪便细菌α多样性以及β多样性有显著的季节性变化,存在极显著差异（P<0.001）,且两个牛种间存在一定程度的差异性,其中牦牛和黄牛粪便细菌菌群优势门有厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）、疣微菌门（Verrucomicrobia）。优势属有Label57N15、疣微菌科（Akkermansia）、CF231、颤螺旋菌属（Oscillospira）、梭菌属（Clostridium）、普雷沃氏菌属（Prevotella）、瘤胃球菌属（Ruminococcus）。粪便细菌菌群中优势门属和糖皮质激素、褪黑素以及免疫球蛋白IgA、IgM、IgG存在一定程度的相关性。青藏高原高寒牧区生活在一起的牦牛和黄牛机体激素、免疫球蛋白和粪便微生物在月份变化差异较大,且牛种间差异也较大,但月份变化趋势一致,家畜粪便微生物组成、变化与家畜机体激素关系较紧密;说明牦牛和黄牛的应激性与不同牛种本身的生理生化特点有关,长期生活在高寒环境的黄牛也与牦牛一样,能够随高寒环境季节气候变化体现出较强的应激适应力。