山区奶牛良种繁育关键技术研究与示范
简介:
成果简介:
奶牛的特性是怕热不怕冷,山区一般比较凉爽,气温低,适于发展奶牛养殖;另外,山区远离城市和村庄,可以形成一个天然的防疫屏障,减少口蹄疫等传染病的感染机会。但是目前,山区奶牛养殖效益低的原因主要在:奶牛年单产不足4000公斤,相当于发达国家水平的50%左右,良种率低。另外,母牛繁殖率低,高产奶牛情期受胎率仅40%。不仅影响到奶牛的产奶量和经济效益,而且奶牛的数量和质量的提高也受到影响。本成果针对河北山区奶牛养殖过程中存在的良种率低和繁殖率低等问题,就加快奶牛良种繁育的关键技术(主要包括提高高产奶牛配种率和妊娠率技术),开展更加深入的研究,可以增加良种奶牛的覆盖率,提高奶牛的繁殖率和产奶量,提高饲养奶牛的经济效益。
成果创新性:
国内外普遍认为,牛妊娠早期黄体和子宫内膜黄体溶解相关基因的表达,直接与抗黄体溶解机制的形成相关,但是,不了解PBMCs是否也与抗黄体溶解机制和免疫耐受机制的形成有关,本成果发现早期妊娠对PBMC表达Th1和Th2细胞因子的影响,以及PBMC表达黄体溶解基因的影响。另外,我国奶牛繁殖普遍采用人工授精技术,在进行人工授精时,必需做好准确的发情鉴定,目前,发情鉴定主要是通过母牛的发情表现来判定。但是,随着奶牛产奶量的不断提高,其发情症状却不显著,即安静发情。据调查,安静发情约占发情奶牛的10%-20%,由于不能及时准确判断发情,从而错过情期,不能输精配种,极大影响了奶牛的受配率,增加了饲养成本和产犊间隔,降低了奶牛养殖的经济效益。本成果研究了调控奶牛卵巢上卵泡发育和排卵时间的方法,不需要进行发情鉴定,直接进行人工授精。
成果独占性:
本项目研究发现,反刍妊娠识别信号—干扰素-tau(IFNT),可以影响奶牛外周血液单个核细胞(PBMC)中辅助性T(T Helper,Th)细胞因子(包括Th1和Th2细胞因子)的表达。另外,前列腺素F2α合成酶AKR1B1和前列腺素E合成酶PTGES蛋白在妊娠30天牛外周血单个核细胞中的表达量均增加,但是AKR1B1二聚体在妊娠30天牛外周血单个核细胞中的表达量减少。经教育部燕山大学科技查新工作站科技查新,三个查新点:
1、早期妊娠引起奶牛外周血液单个核细胞表达干扰素-γ(Interferon-γ, IFN-γ)蛋白减少;
2、早期妊娠引起奶牛外周血液单个核细胞表达前列腺素F2α合成酶AKR1B1蛋白增加,但是AKR1B1二聚体减少;
3、早期妊娠引起奶牛外周血液单个核细胞表达前列腺素E合成酶蛋白增加。结论为:“目前国内、外文献未见与本课题完全相同或相似的文献报道”。以上说明本成果具有很高的技术创新性和独占性。
成果盈利性:
本项目研究发现,奶牛早期胚胎分泌的IFNT作用于子宫内膜,不仅引起与免疫调节相关的细胞因子在PBMC中表达发生改变,同时也引起与抗黄体溶解相关的细胞因子和酶(AKR1B1和PTGES)在PBMC中表达发生改变。我们认为,早期妊娠引起PBMC的基因表达发生改变,从而有利于母体产生免疫抑制,避免排除胎儿,同时使黄体免于溶解,黄体可以持续分泌孕酮协,使妊娠得以继续。同时也发现,在高产奶牛产犊后35-40天,通过埋植孕激素海绵栓或CIDR,埋植14-16天后取出海绵栓或CIDR,注射前列腺素和GnRH、或GnRH高效类似物,使奶牛在预定的时间内发情,并且对奶牛的某些繁殖疾病还有一定的治疗作用,促进奶牛的发情,不需要进行发情观察和监测,节省了人力和物力。项目在邯郸市两家奶牛公司实施,可以提高受胎率6.95%(71/1021),增加产奶牛56头,获得了较好的成效。
成果持续性:
本项目的技术有强的技术共性,可跨行业推广和扩散,具有可持续发展性,本成果不仅可以应用于山区的奶牛养殖场,而且还可以广泛应用于平原和牧区的奶牛养殖场,应用范围广泛。另外,本项目发现PBMCs参与抗黄体溶解机制和免疫耐受机制的形成,作为Th1型细胞因子,在奶牛的妊娠早期,IFN-γ在牛外周血单个核细胞中的相对表达量减少,但TNF-α和IL-4的表达量升高。然而,在Th2细胞因子中,IL-4,IL-5,IL-6,IL-10和IL-13在妊娠30天牛外周血单个核细胞中的表达量增加。同时,黄体溶解相关基因包括OXT、PGFR、PGR、PTGER1、AKR1B1和PTGES,以及AKR1B1和PTGES蛋白的表达也发生了一定的改变,通过改变黄体溶解相关基因的表达,抗黄体溶解信号经血液循环,由子宫传到黄体,和妊娠信号一起阻止黄体的溶解。关于PBMCs的研究成果可以推广应用到其它动物和人类的相关研究。
成果先进性:
牛妊娠早期黄体和子宫内膜黄体溶解相关基因的表达,直接与抗黄体溶解机制的形成相关,本项目突破了传统的观点,发现PBMCs参与了抗黄体溶解机制和免疫耐受机制的形成。PBMCs的研究成果不仅可以应用于奶牛方面的相关研究和技术推广,也可以推广应用到其它动物和人类的相关研究。另外,传统的发情鉴定主要是通过母牛的发情表现来判定。由于安静发情约占发情奶牛的10-20%,从而错过情期,不能输精配种,极大影响了奶牛的受配率,增加了饲养成本和产犊间隔,降低了奶牛养殖的经济效益。本成果采用在高产奶牛产犊后35-40天,通过埋植孕激素海绵栓或CIDR,埋植14-16天后取出海绵栓或CIDR,注射前列腺素和GnRH、或GnRH高效类似物,使奶牛在预定的时间内发情,不需要进行发情鉴定,直接进行人工授精。
成熟度:07、环境级:例行试验抽样、整架连通、试验结束
市场分析:
目前,山区奶牛养殖效益低的原因主要在:奶牛年单产不足4000公斤,相当于发达国家水平的50%左右,良种率低。另外,母牛繁殖率低,高产奶牛情期受胎率仅40%。不仅影响到奶牛的产奶量和经济效益,而且奶牛的数量和质量的提高也受到影响。通过采用本成果,可以增加良种奶牛的覆盖率,提高奶牛的繁殖率和产奶量,提高饲养奶牛的经济效益,降低奶牛对饲草饲料的消耗,对环境保护也起到一定的作用。不仅可以应用于山区的奶牛养殖场,而且还可以广泛应用于平原和牧区的奶牛养殖场,应用范围广泛。据统计,仅河北省奶牛存栏可达200万头,该成果可应用的市场规模巨大,这需要引起相关奶牛养殖公司的足够重视,同时还需要投入一定的人力和物力,使本成果在生产中发挥作用,提高奶牛养殖的经济效益。
商业模式分析:
目前,该成果已经在在太行山区和周边地区进行了应用,但是推广该成果需要一定的前期投入,如发情控制相关药品的购置,同时还需要对相关奶牛进行处理,需要投入一定的人力。可以和生产孕激素海绵栓或CIDR、前列腺素和GnRH、或GnRH高效类似物的企业合作,生产出提高奶牛受配率和妊娠率的系列药品,使应用起来更加方便,同时可以和奶牛养殖企业签订合作协议,保证其一定的奶牛受配率和妊娠率。为了解决人力投入问题,可以和奶牛配种服务公司合作,让奶牛配种服务公司在进行配种服务是就应用该成果,使本成果在生产中发挥作用,提高奶牛养殖的经济效益。也可以和地方业务主管部门合作,将农产品的良种补贴,直接补资金,改为技术和相关产品的补贴,这样可以促进该成果的转化。
营销状况:
本项目的研究成果不仅有利于解释奶牛妊娠免疫抑制机制形成和抗黄体溶解机制形成的原理,对奶牛妊娠免疫抑制和抗黄体溶解机制研究具有一定的推动作用,同时对人类相关方面的研究也具有借鉴作用。目前该成果还不能用于商业应用。但是本成果的奶牛发情控制技术,自2015年1月立项至2015年12月一年间,采用试验推广相结合的方法,在太行山区和周边地区应用面积达到2万头;按产犊率80%计算,增加产犊0.11万头(提高受胎率6.93%);提高受胎率6.93%,按产犊率80%计算,即增加产奶牛头数5.5%,按每头牛平均产奶5000公斤,则每百头奶牛增加5.5头产奶,平均每头奶牛增加产奶量275公斤。目前由于资金不足,该成果推广应用受到影响。建议加强与企业合作,实现成果的进一步推广应用。