表观遗传学研究探索环境和遗传之间有趣的相互作用。在研究生院的植物育种研究中,我接触到了这个概念,并产生了兴趣。与此同时,我正在学习动物营养,并与教授就这个话题进行了讨论。
十年之前,我们了解到干奶牛的热应激对随后的泌乳有重大影响。五年前开始,我们继续发现奶牛的环境或营养水平可能会产生远远超出我们意想到的影响。
这个话题在今年春天的康奈尔大学“PRODAIRY”牛群健康与营养会议上反复出现。堪萨斯州立大学的Billy Bean为会议开幕会做了第一个报告,详细介绍了如何通过改善母牛的营养水平,增加奶公犊肌肉的肌内脂肪含量。随后,威斯康辛大学的Jimena LaPorta展示了干奶牛热应激不仅会影响随后的泌乳期表现,还会改变几代犊牛的基因表达和表现。
持续的影响
“这些新发现的奶牛和犊牛之间的表观遗传学研究结果让我瞠目结舌,并且研究不会就此止步。我将引用另一位思想领袖和科学家的工作,将这一概念扩展到营养应激源”,密歇根州立大学的Adam Moeser说到。
Moeser是一位世界知名的有成就的科学家,我在过去的两年里一直在跟随他学习。他还是一名出色的棒球运动员!在我们的奶牛行业,他的名字并不为人所熟悉,因为他的工作主要集中在养猪领域。
在今年早些时候的一次会议上,Moeser介绍了幼年有害经历(ACE)的概念。Moeser告诉我们,早期经历的应激事件会对以后的生活产生深远的影响。
在Moeser的实验室里,研究小组正在研究ACE对仔猪的影响。他们的研究以早期断奶和后期断奶的猪为模型,评估他们生命后期的健康情况。
Moeser发现ACE易导致肠道渗漏、炎症和疾病,这是另一个引人入胜的表观遗传学研究发现,先前的研究表明受到应激的仔猪在以后的生活中似乎更容易出现问题。
饲料相关的应激源
将仔猪和奶牛场之间建立联系之后,让我们转而考虑犊牛ACE事件对生长阶段或以后泌乳阶段有什么样的影响?
虽然犊牛断奶可能是一个应激事件,也可能不是,但腹泻肯定是。腹泻通常可归因于一些环境或营养应激因素。ACE对犊牛生命后期的肠道健康、肠漏或疾病和炎症有什么影响?根据Moeser的研究,这种联系值得考虑。
进一步将Moeser的工作与上面提到的Bean和Laporta的研究联系起来,我思考了其他与饲料相关的应激源可能会导致整个牛群的长期健康问题。我们知道肠漏是围产期奶牛的问题之一,但应激和健康之间的联系可能比我们今天所知道的要大得多。此外还有额外的一个营养应激源,饲料卫生。
不幸的是,在美国东部和中西部部分地区,2023年的玉米青贮和谷物作物存在一些卫生问题。2023年的玉米收获季在不同方面都创下了纪录,但不幸的是,一些玉米青贮饲料和谷物受到了真菌或细菌污染。在我看来,这两个饲料质量和卫生问题都可以被认为是应激源。
真菌、霉菌毒素或不受欢迎的细菌污染很容易与健康和生产性能问题有关。我们知道饲料中的这些负面因素会破坏瘤胃代谢,导致消化道组织问题,或抑制免疫系统。
除了急性或可见的症状之外,结合Moeser、LaPorta和Bean的工作,推测营养和饲料相关的应激源可能会产生的持久影响。无论是怀孕的母牛还是断奶的犊牛,我们都可以大胆地推测,在减少整个牛群所经历的应激源的过程中,必定存在避免长期的肠道渗漏、疾病和提高生产效率的机会。
我们经常根据母牛或犊牛在某一刻的表现进行管理。然而,我在这里谈到的应激源可能并不总是导致临床表现,如胃肠炎、霉菌性流产、出血性肠病或消化不良和粪便异常。在许多奶牛场,都存在一定水平的污染物。瘤胃和奶牛具有令人难以置信的适应力,表观遗传学的概念给了我们更多的动力,不仅要寻求基因层面更健康的奶牛,还要寻求田地里更健康的植物和谷仓里更健康的饲料。
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