奶牛繁殖障碍的研究进展

奶牛繁殖障碍的研究进展

奶牛繁殖障碍是指生殖器官畸形以及异常的生殖活动。临床表现为情绪不佳、雌激素、胚胎死亡、流产、死胎、聂茂尔胎、没有活力的弱胎和畸形胎儿。奶牛不能怀孕或不怀孕，也不能生产牛。患繁殖障碍的奶牛处于繁殖力下降(轻度)或不能繁殖(重度)的异常生理状态,严重影响牛群的繁殖力。国内以产后180d未能受孕,或产后发情中断90d以上,或配种4次仍未孕者定性为繁殖障碍(不孕症)。在国外,以产犊间隔365d计算,产后超过85d未孕者定为繁殖障碍。近年来随着生活水平的不断提高和膳食结构的改变,人民群众对乳制品的需求日益加大,促进了奶牛养殖业的迅速发展;但同时规模化程度不高和饲养管理水平低等造成奶牛繁殖障碍,对奶业生产的危害越来越大,已成为影响我国奶牛业发展的第二大疾病,仅次于乳房炎。1生产损失减少世界各国不同品种的奶牛,其繁殖障碍均有较高的发生率。据报道,世界上有12.7%的奶牛患繁殖障碍。美国大约有14%的母牛从来不产犊,每年由于奶牛繁殖障碍而被淘汰的奶牛,占淘汰总数52.37%,每年因繁殖障碍造成的经济损失约达4~5亿美元。在美国若经产奶牛的产犊间隔为12个月,初产牛13个月,高产牛延长至13~14个月,生产损失不大,但在此基础上每超过1d,最低减少0.003头犊牛和3kg牛奶,损失1.25~1.95美元;如延误一个情期,每头牛将减少奶产量168~315kg。日本最近20年,虽然单产水平在不断提高,但由于繁殖疾病的发生,繁殖率在持续下降,产犊间隔在不断延长,产犊间隔超过400d。据中国奶牛协会统计,中国奶牛繁殖障碍疾病的发生率15%~20%,每年因繁殖障碍而被淘汰的奶牛占淘汰总数的60%~70%。刘秀玲等报道有的牛场奶牛繁殖障碍疾病发生率高达35%以上,产犊间隔在1~2年不等。据中国农科院畜牧所的报道,如能提前1个情期受孕(缩短一个空怀期),1头牛可节约饲养费600多元人民币,经济效益十分显著。宁夏通过国家奶牛良种补贴的连续扶持和奶牛胚胎移植、性别控制等繁殖新技术的广泛应用,奶牛品种改良取得了明显的效果,2010年奶牛单产达到6400kg;但同时奶牛繁殖障碍发生率也在提高,初步调查每年因繁殖障碍淘汰的奶牛占淘汰牛总数的60%~80%,个别牛场繁殖障碍发生率高达47.14%(198/420),已严重影响奶牛业的健康发展。2单一因素致病造成奶牛繁殖障碍的因素很多,如遗传、病原微生物、营养、体况、内分泌、生殖系统疾病、免疫、繁殖技术、环境应激等,实践中单一因素致病的情况较少,往往是多种病因共同作用或协同作用而致病。母牛繁殖障碍按遗传可分为先天性和后天获得性两大类。2.1种间幼果树种设置先天性繁殖障碍是指由近亲交配、遗传缺陷等引起生殖器官的发育异常,或者卵子、精子及合子有生物学的缺陷,而使母畜丧失繁殖能力。先天性繁殖障碍包括幼稚病、生殖器官畸形、两性畸形、异性孪生母犊等。近年来由于我国从国外引进种公牛和大量种子级胚胎,同时利用MOET(超数排卵和胚胎移植)育种技术,培育出了许多优秀的种公牛。现国内存栏的种公牛不管从数量还是其LPI(终生效益指数)或TPI(总性能指数)上,都为奶牛养殖者在选育选配中对于种公牛的选择提供较大的余地,基本可以满足奶牛饲养者要求,加之国家奶牛良种补贴政策扶持和奶牛养殖者对选育选配和品种改良的认识不断提高,先天性繁殖障碍的发生率已大幅降低。2.2总体繁殖特性奶牛后天获得性繁殖障碍是指生殖器官的发育正常,因营养、饲养管理、繁殖技术、环境、衰老性和疾病性等原因导致繁殖机能出现暂时(可逆)或永久(不可逆)的繁殖障碍。后天获得性繁殖障碍按病理可分为传染性因素和非传染性因素。2.2.1常见采集病对高血肉瘤病的控制20世纪30年代以前,传染性因素曾是引发奶牛繁殖障碍的最主要原因,如布鲁氏杆菌病、弯曲菌病、衣原体病、赤羽病、牛细小病毒病、牛传染性鼻气管炎、牛黏膜病、李氏杆菌病、沙门氏菌病、霉菌病、立克次氏体病、新孢子虫病和弓形虫病等。近几十年来,随着人类对病原微生物认知程度的不断提高和抗生素类药物及各类生物制剂的不断研发,奶牛传染病及因传染性因素引发奶牛繁殖障碍已得到了有效控制。虽然近几年个别可引发奶牛繁殖障碍的传染性疾病时有发生,给奶牛饲养者带来些许困扰,但传染性因素仍然不是引发奶牛繁殖障碍的主要病因。2.2.2繁殖障碍的因素奶牛非传染性繁殖障碍是指由于营养、生殖器官疾病(非传染性)、免疫、体况、内分泌异常、生殖器官调控异常、环境应激、繁殖技术不当、管理粗放、过度利用、衰老、福利水平及其它因素引发的繁殖障碍。目前导致奶牛繁殖障碍的非传染性因素已上升为重要病因。2.2.2.能量水平对干酵母株繁殖的影响奶牛日粮中蛋白、能量、维生素、矿物元素等营养成分的均衡搭配是机体维持繁殖机能正常的必要条件。在蛋白质代谢与繁殖的相关研究中,Gustadsson等认为乳中尿素氮(MUN)高于15mg/dl对奶牛繁殖性能有损害;Butler等提出高产奶牛血浆尿素氮(PUN)高于19mg/dl或奶中尿素氮(MUN)高于17mg/dl可导致繁殖率降低;Ferguson等提出人工授精当天血清尿素氮(SUN)的浓度超过20mg/d1,受胎率就会降低。日粮中能量水平对胚胎质量和受胎率的影响较大,奶牛在能量负平衡(体重下降)期间配种比能量正平衡(体重增加)期间配种的受胎率低,繁殖障碍的发生率较高。产后能量负平衡使促卵泡素分泌频率降低,活动卵泡直径减少,但生产中常通过提高日粮粗蛋白(CP大于17%)水平来增加产奶量,从而导致繁殖能力下降,同时高蛋白日粮又进一步加速了能量负平衡。另据米歇尔报道处于能量负平衡的奶牛,无论其产奶量高或低其繁殖力都很低。其次,常量元素、微量元素和维生素的缺乏和过量都可引发奶牛繁殖障碍。2.2.2.卵巢炎的临床表现疾病性繁殖障碍是指由疾病直接引起生殖系统机能异常或其它疾病继发的繁殖障碍。生殖系统机能异常主要表现为卵巢机能不全、卵巢囊肿、排卵延迟及不排卵、生殖系统肿瘤、子宫内膜炎、卵巢炎、子宫颈炎、输卵管炎及其它附件的炎症。除了生殖系统机能异常引发的繁殖障碍外,其它许多疾病如消化道疾病、呼吸道疾病、乳房炎以及病原微生物引起的急性发热性疾病等也可引发奶牛繁殖障碍。2.2.2.激发免疫反应自身免疫性因素引发的繁殖障碍指在繁殖过程中,动物的生殖细胞、受精卵、生殖激素等均可作为抗原而激发免疫应答,免疫产生自发性免疫反应,从而导致受孕延迟或不能受孕。由于机体自身免疫造成的雄性精液异常、雌性排卵功能障碍等免疫性繁殖障碍,目前机理研究比较清楚的主要有抗精子抗体性和抗透明带抗体性繁殖障碍。2.2.2.乳体组织重质碳酸钙bcs奶牛的体况是指其体内所贮备的脂肪量或能量的水平,是奶牛健康与否的标志之一。适宜的体脂储备对于保证奶牛高产,提高繁殖率和使用寿命至关重要。奶牛过肥或过瘦都可引发繁殖障碍和产奶量下降。奶牛的体况通常通过体况评分来度量,体况评分(BodyConditionScoring,简称BCS)是衡量奶牛体组织储存状况及监控奶牛能量平衡的一种方法。BCS体系将视觉评估和触摸判断相结合,对奶牛体况进行数字化评定。体况评分体系分很多种,即0~5(CS5·0)、0~4(CS4·0)、1~4(CS4·1)和1~9(CS9·1),可最常用的体系是美国使用5分制体系(CS5·1),它用1~5这个范围的数字表示,1表示非常瘦,5表示非常胖,每0.25个单位递增。在不同阶段适时进行体况评分,可及时发现营养状况及饲养管理中存在的问题,以便及时采取有效措施加以改善,保证奶牛健康和生产性能的发挥。体况评分作为奶牛营养状况是否适度的一个“指示器”,应用于营养管理非常科学而实用。研究表明怀孕后期、产犊及哺乳早期的能量储备会影响产后乏情期间隔(PPAI)的长度和怀孕的成功率。在哺乳早期的任何时候,低的BCS总是与卵巢活性延迟、垂体激素释放不明显、卵泡对促性腺激素的反应低及卵泡活力下降相联系。奶牛产后出现乏情期是正常的生理调节,但当它延长到繁殖期时,就会导致繁殖障碍。2.2.2.前视觉表现出影响体况形成的因素在维持代谢与繁殖效率之间存在一些起连接作用的物质,它们包括内分泌系统复杂的综合作用以及控制新陈代谢和繁殖效率的代谢信号(涉及到激素),这些信号分子都属于调节能量和营养物质分配及繁殖性能的控制系统。当营养物在体内被识别后,许多位点(器官)会产生这些信号分子,而这些位点关系到对营养物的加工、贮藏、利用和繁殖等过程。为了确保能量调节、蛋白质分配、繁殖过程中的综合作用的精确进行,任何一种信号都很可能会与其它信号存在相互作用。前视觉-下丘脑连续体涉及食物、发情行为、营养感觉的综合作用,可以释放激素,这些激素可以控制促性腺激素和生长激素的分泌。促性腺系统是在繁殖中起关键作用,而生长激素系统在泌乳、脂解作用、组织维持中起关键作用。对下丘脑调节位点的信号输入可能会对促性腺途径和生长激素途径产生不同的影响,如刺激生长激素产生的信号可能会抑制促性腺激素释放素(GnRH)的释放。生长激素还可作用于胰腺促使类胰岛素生长因子Ⅰ(IGF-Ⅰ)、胰岛素以及生物碱等几种激素和代谢物的释放,这些激素能回流到控制食欲和繁殖的中枢,它们也会直接作用于乳腺和生殖器官。生长激素和非脂化脂肪酸浓度的上升抑制了胰岛素的作用,并使产后奶牛处于一个胰岛素受到抑制的状态。胰岛素受到抑制后,通过依赖胰岛素的葡萄糖转运过程降低了外周组织葡萄糖浓度的上升,由此保存牛奶合成所需的葡萄糖。胰岛素和IGF-Ⅰ可直接作用于卵巢,同时也能直接作用于子宫和胚胎。因此,胰岛素和IGF-Ⅰ可能是影响体况形成的因素,这些体况涉及子宫、胚胎、卵泡的发育和排卵。因此各种原因引发的奶牛内分泌异常,均可导致繁殖障碍。2.2.2.日粮对igfbp表达的影响生殖系统主要由中枢神经系统控制,但某些代谢物可以直接输送给卵巢、子宫和胎儿。控制生殖和哺乳的系统相互作用会影响排卵、发情行为、黄体、妊娠的维持。有报道称黄体、卵泡、子宫和孕体对外源生长激素表示出敏感,在卵泡中产生的类生长激素Ⅱ(IGF-Ⅱ)和血浆中的IGF-Ⅰ影响胚囊和粒层细胞对促性腺激素的敏感性。这两种IGF因子在这些细胞中利用由这些细胞产生的IGF连接蛋白(IGFBP)控制。IGFBP-2和IGFBP-4的mRNA在卵泡中的转录受到日粮变化的影响。卵泡的敏感性与外周的代谢激素浓度变化是协同的,这些代谢激素包括生长激素、胰岛素、IGF-Ⅰ和生物碱。这样的结果可能由脂肪酸、氨基酸、葡萄糖等代谢物的浓度变化引起。相关研究表明在反刍动物中,生物碱能直接地、明显地调节卵巢中雌二醇的分泌。除卵巢对代谢物快速、直接地反应外,还存在卵母细胞的缓慢效应。在卵泡的流动性方面,日粮对IGFBP的影响与卵母细胞的发育能力相联系。在高产奶牛中,增加日粮的能量水平会降低卵母细胞的质量和胚胎的发育效率,结果导致卵泡数量减少,卵泡生产率下降。总之,卵巢对刺激生殖腺的作用有一定程度的独立性,并能对代谢物作出直接的反应,这些都会受到奶牛产后早期高泌乳量的影响。因此,营养、环境污染和一些人工合成的化学物质,均可导致内分泌失调,造成奶牛繁殖障碍。2.2.2.营养、日粮和营养水平不均衡应激常指能改变家畜正常生存状态的一些环境因子,这些因子不只局限于气候因素,还包括食物及水的供给不足、疾病、体外寄生虫、束缚、运输以及群居压力等。生产中营养水平和日粮的蛋白质水平不均衡、日粮配方的突然改变、饮用水缺乏都可引起繁殖力下降;热应激环境下(温度超出35℃时),受胎率下降;冷应激环境下(较低临界温度时),奶牛采食量增大,机体需要补充能量以抵御严寒,若不增加营养供给体重会下降,妊娠母牛易产弱胎或胎儿出生重偏低;异地引种造成生存环境改变,在风土驯化过程中引起初情期推迟、乏情和环境应激性繁殖障碍。2.2.2.患者莲子内膜炎发情观察时间有误,不能适时输精;人工授精员技术不熟练,在输精过程中人为地造成子宫颈的损伤;无菌操作不严、胎衣不下未能及时处理,造成子宫内膜炎;阴道炎、子宫颈炎、子宫内膜炎及输卵管炎和黄体囊肿、滤泡囊肿、卵巢静止以及顽固性的阴道脱出等不能及时确诊和治疗,均能直接导致繁殖障碍。另患有繁殖障碍的奶牛,由于诊断失误或未及时治疗,可引起病情加重,导致无法治愈,最终转化为不可逆的繁殖障碍。2.2.2.泌乳牛和干奶牛养殖菌株,导致全群牛繁殖能效低下由于管理粗放,不分泌乳期、干奶期,甚至不分大小,在同一个日粮配方下混群饲喂,造成泌乳牛膘情过差,而育成牛和干奶牛过肥胖,导致全群牛繁殖机能低下。过度利用、盲目追求高产奶量引发奶牛繁殖障碍,生产中有通过增加高蛋白精饲料的供给量以提高产奶量的案例,这种盲目追求产奶量的结果只能是引起繁殖障碍和消化系统的疾病多发。2.2.2.乳状液对牛奶福利水平的影响奶牛正常的利用年限为8胎左右,随奶牛胎次的增加,尤其是5胎以后情期受胎率逐渐较低,随年龄增加逐渐衰老到繁殖机能丧失。奶牛福利包括营养水平、环境条件、卫生条件、运动场地、清洁饮水、太阳辐射、噪音、空气质量等,奶牛福利水平的高低与其繁殖力密切相关,长期处于低福利水平下的奶牛不仅易发生繁殖障碍,而且产奶量下降,抵抗力低下,其它疾病也多发。另外,妊娠牛剧烈运动、机械性碰撞、滑倒摔跤、秋季误食带霜的青草、长期采食霉变饲草料、霉菌毒素中毒、突然受惊吓以及误用药物等均可导致流产;任何原因引起的死亡,均导致妊娠终止。3奶业质量指标差,我国乳业生产世界上12.7%的奶牛患繁殖障碍,国内奶牛患繁殖障碍的定性标准(产后180d)远低于国外标准(85d),而发病率远高于国外,达15%~20%。我国奶业单产水平与奶业发达国家相比有较大的差距,2009年美国奶牛单产9337.4kg,而我国奶牛单产4845kg;在低生产水平、低定性标准下的高发生率的现状,说明奶牛繁殖障碍对我国奶业生产的危害更为严重。笔者认为提高我国奶牛患繁殖障碍的防制水平,应该加强以下几个方面的工作。3.1加大奶业生产的投入,提高养殖规模化程度奶业发达国家奶业历史悠久,品种优良,单产水平高,集约化程度高,草场资源丰富,以及全混合日粮饲喂技术(TMR)等新技术的广泛应用,奶业生产水平较高;而我国奶业发展历史短,品种混杂,单产水平低,规模化程度低,草场资源贫乏,造成不仅繁殖障碍的发生率高,其它疾病的发病率也较高,生产水平却较低。为了提高我国奶牛养殖的综合水平,降低我国奶牛繁殖障碍的发生,就必须因地制宜,建立适合我国国情的奶业生产体系;加强奶牛品种改良力度,提高奶牛单产水平,加快