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本试验的目的是研究热应激对泌乳奶牛直肠温度、呼吸频率、生产性能以及小分子代谢物的影响,选出热应激条件下的潜在的生物标志物,推断出热应激引起奶牛改变的代谢途径,以期阐明热应激引起产奶量下降的机理。本试验按照温湿度指数(THI)指标将试验时间分为热应激期和非热应激期,于2014年春季(3、4月份,非热应激期)和2014年夏季(7、8月份,热应激期)各进行一期试验,每期试验分别选取经产(2-5胎)、健康、体重接近的泌乳中期奶牛各10头,每期38天,包括10天预试期和28天正试期。正试期开始和结束时对所有奶牛进行称重。每期试验期间,每周测定一次呼吸频率、直肠温度、产奶量以及乳成分；每天测定牛舍的干湿球温度,然后计算出平均的THI；试验最后一天对所有奶牛采集血液、牛奶样品,采用核磁共振氢谱(1HNMR)进行检测,得到热应激期和非热应激期奶牛血清和牛奶的光谱图,使用主成份分析(PCA)、正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)进行数据分析,鉴定出热应激奶牛血清和牛奶中代谢物的变化。结果：奶牛处于中度热应激状态的呼吸频率和直肠温度均显著高于非热应激(P<0.05)。与非热应激相比,热应激显著降低了奶牛的平均日产奶量(P<0.001),轻微热应激、中度热应激奶牛的产奶量分别降低了15.1%(P<0.001)、30.5%(P<0.001)。随着THI的增加,产奶量逐步下降,奶牛处于中度热应激时的产奶量比轻微热应激时显著下降(18.1%,P<0.001)。热应激使乳蛋白率降低10.01%(P<0.05),有提高奶牛乳脂率的趋势(P=0.087)。以上表明环境温湿度的改变显著地影响奶牛产奶量、呼吸频率和直肠温度；环境温湿度的改变对奶牛呼吸频率的影响最大,相比之下直肠温度对环境温湿度的敏感度较低。奶牛代谢组学结果显示,与非热应激奶牛相比,热应激奶牛血清中找到12个潜在的生物标志物,包括升高的组氨酸、葡萄糖、丙氨酸、尿素、谷氨酸、1-甲基组氨酸和甲酸和降低的3-羟基丁酸、脂质(VLDL、LDL和Lipid)和亮氨酸,这些生物标志物的变化表明热应激引起奶牛变化的代谢途径有能量代谢(葡萄糖、3-羟基丁酸、VLDL、LDL、 Lipid)、氨基酸代谢(亮氨酸)、糖异生(丙氨酸,组氨酸)、肌肉分解代谢(1-MH)、肠道微生物代谢(甲酸)。热应激奶牛的牛奶中找到11个潜在的生物标志物,包括升高的N-乙酰基糖蛋白、胆碱、鲨基醇和吡多胺和降低的O-乙酰基糖蛋白、柠檬酸、磷酸胆碱、甘油磷酸胆碱和磷酸甲酯,这些生物标志物的变化表明热应激可能抑制了乳腺细胞中磷脂酰胆碱(PtC)的分解代谢过程：促进了乳腺细胞中胆碱的合成代谢过程；热应激可能影响了乳腺上皮细胞中高尔基体膜合成分泌乳柠檬酸的这一功能。