《Frontiers in Animal Science》：Effect of winter season and feeding techniques on the growth performance and blood expression profile of the stress-, inflammation-, and cellular integrity-associated genes in Bos taurus and Bos indicus breeds
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本研究揭示了冬季寒冷应激（2023年10月至2024年3月）与不同饲喂技术（传统添加生长促进技术GPT vs. 自然无GPT）对安格斯牛（Bos taurus）和婆罗门牛（Bos indicus）生长性能及血液中热休克蛋白（HSPs）、趋化因子、细胞因子和紧密连接蛋白基因表达谱的调控作用。研究发现，安格斯牛在体重（BW）、平均日增重（ADG）和饲料效率（FE）方面显著优于婆罗门牛，且其较高的干物质采食量（DMI）是关键因素。血液基因表达分析显示，Hsp90、IL6、Ccl4、Cxcl12、Xcl1及Cxcr2等在低温月份（如11月）显著上调，Ocln mRNA在1月达峰值。婆罗门牛的Hsp90、Ccl4和Xcl1表达更高，提示其冷敏感性；而传统饲喂技术（TRT）下调Cxcr2表达。本研究首次揭示了耐寒（安格斯）与冷敏感（婆罗门）牛血液分子标记的差异，为标记辅助选择提供了新视角。
1 引言
气候变化导致的极端寒冷事件对畜牧业可持续性构成严重威胁。当环境温度低于临界温度（LCT）时，牛群会出现热平衡紊乱和冷应激，导致采食量增加、消化率降低、增重减缓及免疫抑制等不良反应。安格斯牛（Bos taurus）源自寒冷地区，被毛厚密，耐寒性强；而婆罗门牛（Bos indicus）源于热带，被毛短薄，对冷应激更敏感。本研究旨在探讨冬季寒冷应激与两种饲喂技术（传统GPT添加 vs. 自然无GPT）对两品种牛生长性能及血液中应激（HSP）、炎症（细胞因子/趋化因子）和细胞完整性（紧密连接蛋白）相关基因表达的影响。
2 材料与方法
研究在美国科罗拉多州立大学农业研究教育中心（ARDEC）进行，监测环境参数包括温度、湿度、温度湿度指数（THI）、风速和太阳辐射。选用安格斯和婆罗门阉牛各100头，随机分入传统（TRT）或自然（NAT）饲喂系统。TRT组使用耳标植入（睾酮/雌二醇）、莫能菌素/泰乐菌素及莱克多巴胺（RAC）等生长促进技术。每月记录体重（BW）、平均日增重（ADG）、干物质采食量（DMI）和饲料效率（FE）。采集血液样本提取总RNA，通过实时定量PCR（qPCR）和2?ΔΔCt法分析HSPs（Hsp60、HspA1A、Hsp90）、细胞因子（IL6、IL-1β、Tnfα、Crp）、趋化因子（Ccl2、Ccl4、Cxcl12、Xcl1等）及紧密连接蛋白（Cldn1、Ocln）的mRNA表达。数据采用三因素重复测量方差分析（ANOVA）处理。
3 结果与讨论
研究期间环境温度低至-21.78°C，THI最低-16.77，证实冬季寒冷显著。生长性能分析显示，安格斯牛的BW、ADG和FE均高于婆罗门牛（p < 0.05），且其DMI显著更高（p < 0.0001）。这种差异与品种的代谢特性相关：安格斯牛血糖、胰岛素和 leptin 水平较低，可能通过 glucostatic 机制促进采食。
基因表达方面，Hsp90、IL6、Ccl4、Cxcl12、Xcl1及Cxcr2等在11月（低温期）表达显著上调，而Ocln mRNA在1月达峰值后下降。婆罗门牛的Hsp90、Ccl4和Xcl1表达显著高于安格斯牛（p < 0.05），表明其冷应激反应更强烈。趋化因子如Ccl5、Ccr2和Cxcr1在婆罗门牛中高表达，可能与免疫调节和能量消耗相关。传统饲喂技术（TRT）显著下调Cxcr2表达（p < 0.05），提示GPT可能通过调节趋化因子受体改善饲料效率。
紧密连接蛋白Ocln的周期性表达提示寒冷应激可能影响血细胞完整性或内皮屏障功能。本研究首次在血液中发现Hsp90、Ccl4和Xcl1等分子在品种间差异表达，为耐寒性状的标记辅助选择提供了潜在靶点。
