随着全球范围内环境温度不断升高,热应激已成为夏季危害奶牛健康的关键因素。本研究分析了奶牛牛奶中乳蛋白和脂肪酸含量,根据泌乳牛乳脂肪酸含量与瘤胃甲烷产量的相关性,计算热应激奶牛瘤胃甲烷产量,采用高通量测序技术研究热应激奶牛瘤胃产甲烷菌群落组成结构,进一步地探索热应激诱导的“乳蛋白降低征”发生机理和瘤胃甲烷产生的作用机制。为缓解奶牛热应激,提高牛奶品质,抑制热应激奶牛甲烷产生,寻找甲烷调控的靶标菌群提供理论依据。因此,本研究主要的研究内容如下:试验一比较了夏季热应激和春季非热应激奶牛乳蛋白和乳脂肪酸的变化,试验随机选取23头泌乳中期荷斯坦奶牛,通过实时监控外界环境温湿度,计算温湿度指数,确定奶牛热应激状态,测定奶牛产奶量、乳成分和乳脂肪酸,以研究热应激对中国荷斯坦泌乳奶牛乳蛋白和乳脂肪酸的影响。结果表明:热应激导致奶牛饲粮摄入量降低(P<0.01),泌乳量降低(P<0.01),牛奶中乳成分的变化,乳脂率显著下降(P<0.05),奶牛体细胞数、乳尿素氮、牛血清蛋白和α-乳白蛋白显著升高(P<0.05)。此外,热应激导致乳脂中C18:1n9c、UFA的质量分数显著降低(P<0.05),而C18:2n8c和trans-10+11C18:1显著升高(P<0.05)。因此,热应激导致泌乳奶牛生产性能降低,乳成分发生变化、乳品质降低,乳脂肪酸含量和组分发生变化。试验二研究了热应激对奶牛瘤胃产甲烷菌群组成的影响。通过试验一中乳脂肪酸的数据计算,热应激奶牛甲烷产量(g/kg DMI)显著升高(P<0.05)。选取胎次和泌乳天数相近的泌乳中期荷斯坦奶牛21头,热应激组10头,对照组11头,在试验一的基础上,提取瘤胃液微生物基因组总DNA,对产甲烷菌16S r RNA基因进行高通量测序,分析产甲烷菌群落结构。结果表明:热应激极显著降低了奶牛采食量和产奶量(P<0.01);与对照组相比,热应激奶牛瘤胃产甲烷菌群种类个数、多样性指数和整体结构均无显著性变化。与对照组相比,热应激组Methanobrevibacter ruminantium和Methanomassiliicoccaceae Group 10 sp.的相对丰度显著升高(P<0.05);而Methanomassiliicoccaceae Group 8 sp.WGK1、Methanobrevibacter gottschalkii clade和Methanomassiliicoccaceae Group 12 sp.ISO4-H5的相对丰度显著降低(P<0.05)。因此,奶牛发生热应激时,瘤胃中产甲烷菌在种的分类水平上发生明显变化,瘤胃甲烷生成的三种途径发生了改变。由以上结果可以得出结论:热应激可能通过改变瘤胃产甲烷菌群落结构,增加瘤胃甲烷产量,造成奶牛能量损失,影响奶牛泌乳性能,导致乳蛋白含量和乳脂肪酸组成变化。