北京地區中國荷斯坦牛產后1～7 d 體細胞數群體規律及其影響因素研究

蔣振興，黃上真，邱 奧，解 湉，盧 迪，竹 磊，張海亮，郭彥斌，馬亞賓，王雅春*

（1.中國農業大學動物科學技術學院，北京 100193；2.北京首農畜牧發展有限公司，北京 100176；3.河北省畜牧良種工作站，河北石家莊 050061）

牛奶體細胞計數（Somatic Cell Counts，SCC）為每毫升牛奶中的細胞總數，一般包括嗜中性白細胞、巨噬細胞、淋巴細胞、嗜酸性細胞及各種乳腺上皮細胞等多種類型的細胞[1]。SCC 在生產中常常作為生鮮乳質量、牛群健康狀況和隱性乳房炎的衡量指標。將牛群SCC控制在較低水平，不但有利于維持泌乳牛健康，還能提高生鮮乳的產量和質量[2]。此外，奶牛乳房炎是造成奶牛養殖經濟損失的最大影響因素，而SCC 則是指示奶牛乳房炎的最佳指標。

奶牛產后1～7 d（泌乳早期）是圍產后期奶牛飼養管理的關鍵時期，也是保障母牛和犢牛健康以及母牛產奶量的關鍵階段。有研究表明，泌乳早期SCC 較高的奶牛在泌乳期患隱性乳房炎的風險會比泌乳早期SCC正常的奶牛更高[3]；此外，泌乳早期SCC 較高會降低泌乳期的產奶量[4]。中國荷斯坦牛群體與國外荷斯坦牛群體在遺傳背景和飼養管理等方面均存在差異，如就生產水平而言，美國荷斯坦牛305 d 產奶量為11.3 t，乳脂率為3.68%，乳蛋白率為3.08%；而中國荷斯坦牛305 d 產奶量為8.6 t，乳脂率為3.83%，乳蛋白率為3.3%（https://www.dairyinfo.gc.ca/）。由于不同群體的生產水平和健康水平存在較大差異，其他牛群中的有關報道可能無法揭示中國荷斯坦牛群體中泌乳早期SCC 的相關規律。在中國荷斯坦牛群體中，關注泌乳早期（尤其是產后1～7 d）產奶量、SCC 和乳成分指標的研究較少，竹磊等[5]對測定日SCC 數據并對泌乳早期SCC 的群體規律和影響因素進行了分析，但其沒有對產后奶牛的SCC 進行連續觀測，在產后1～7 d 每天只有一個早中晚3 次擠奶的混合樣測定的SCC 數據，且尚未探究泌乳早期SCC 與其他乳成分指標之間的關系。

因此，本研究通過測定北京地區2 個規?；翀鲋袊伤固古．a后1～7 d 早、中、晚每次擠奶的牛奶SCC、乳糖率、乳脂率和乳蛋白率等數據，以探究北京地區中國荷斯坦牛產后1～7 d SCC 的變化規律及其影響因素，分析產后1～7 d SCC 與其他乳成分指標之間的關系，以期為牧場利用泌乳早期SCC 管理牛群、控制泌乳期SCC 提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 數據來源 本研究于2018 年7 月23 日—2018 年8月27 日對北京市東南部2 個規模化牧場產后7 d 內的健康中國荷斯坦牛進行樣品采集，其中35 頭來自場A，29 頭來自場B。同時收集實驗牛的產犢記錄、淘汰記錄、上一胎次的臨床乳房炎發病記錄（2 胎及以上實驗牛整個泌乳期內的發病記錄）、當前胎次的臨床乳房炎發病記錄（所有實驗牛泌乳7 d 后泌乳期內的發病記錄），以及實驗牛群的測定日生產性能測定記錄（Dairy Herd Improvement，DHI）。

1.2 SCC 測定 實驗期間，實驗人員每天分早、中、晚3 次采集實驗牛產后前7 d 每次擠奶的奶樣，每次采集30 mL，使用雙層紗布對奶樣進行過濾并保存于低溫環境，后送至河北奶牛生產性能測定中心對奶樣中的SCC和其他乳成分進行測定，樣品采集和測定的細節與黃上真等[6]的研究相同。

1.3 統計分析

1.3.1 數據整理 本研究共得到55 頭牛的1 575 條SCC數據，剔除重復測定、胎次和泌乳天數等信息缺失及SCC 測定值為0 和大于9.999×106個/mL 的數據，最終得到數據集1，用于分析影響中國荷斯坦牛產后1～7 d SCC 的因素；在數據集1 的基礎上，剔除頭胎實驗牛，獲得數據集2，用于分析上一胎次是否患過臨床乳房炎對產后1～7 d SCC 的影響。由于SCC 呈偏態分布，且方差不同質，為了便于后續分析，本研究根據Coffey 等[2]提出的方法將SCC 轉化為體細胞評分（Somatic Cell Score，SCS），轉換公式為SCS=

為了使數據分布均衡，本研究將胎次劃分為4 個水平，分別為1、2、3、4 胎及以上；將泌乳天數劃分為7個水平，分別為第1、第2、第3、第4、第5、第6 天和第7 天；將試驗牛按所屬牛場劃分為場1 和場2 2 個水平；將樣品采集時間劃分為早晨、中午和晚上3 個水平；根據試驗牛上一胎次是否患過臨床乳房炎，將2 胎及以上的試驗牛劃分為患乳房炎和未患乳房炎2個水平。

1.3.2 統計方法 采用R 軟件（https://www.r-project.org/）對中國荷斯坦牛產后1～7 d 的SCC 和SCS 進行描述性統計。采用SAS9.2 GLM 過程，利用數據集1和數據集2，分別分析胎次、牧場、擠奶時間點和泌乳天數等因素對中國荷斯坦牛產后1～7 d SCS 的影響（模型1），及上一胎次是否患有臨床乳房炎對2 胎及以上中國荷斯坦牛產后1～7 d SCS 的影響（模型2），采用Duncan 檢驗進行多重比較，顯著水平為P＜0.05。

式中，Y為體細胞評分；μ為總體平均數；parity為胎次效應；herd為牛場效應；time為樣品采集時間效應；day為泌乳天數效應；e為隨機殘差。

式中，Y為二胎及以上奶牛的體細胞評分；mastitis為上一胎次臨床乳房炎是否患病效應，其他因素同模型1。

2 結果

2.1 北京地區中國荷斯坦牛產后1～7 d 的SCC 和SCS如表1 所示，中國荷斯坦牛產后1～7 d SCC 平均值為671.27×103個/mL，范圍為19×103～9 410×103個/mL。母牛產后，泌乳第1 天的SCC 最高，為1 164.42×103個/mL；泌乳第7 天SCC 最低，為350.99×103個/mL；中國荷斯坦牛產后1～7 d 的SCC 隨泌乳天數增加呈逐漸下降的趨勢，第7 天時仍高于泌乳期內第1 個和第2 個測定日的SCC 均值。中國荷斯坦牛產后1～7 d SCS 均值為4.65 分，范圍為0.60～9.56 分。產后1～7 d，泌乳第1 天的SCS 最高，為5.65 分；泌乳第7 天的SCS 最低，為3.85 分。中國荷斯坦牛產后1～7 d 的SCS 均值隨泌乳天數的增加呈逐漸下降的趨勢，而標準差并未產生明顯變化，產后1～7 d 的SCS 變異系數從第1 天的30.44%上升至第6 天的46.76%?？傮w上，泌乳早期SCS 在群體內具有較大的變異。

表1 中國荷斯坦牛產后1～7 d SCC 和SCS 描述性統計

中國荷斯坦牛產后1～7 d，每次擠奶的牛奶SCC 隨產后時間（每8 h）的變化趨勢如圖1 所示。產后前30 h內，牛奶SCC 隨產后時間的增加迅速降低，從第2 h 的4 231.20×103個/mL 降低到第30 h 的670.71×103個/mL。產后8 h 到產后30 h 這段時間內，牛奶中SCC 平均下降了700×103個/mL，其中，在產后2 h 到產后8 h 這段時間內，牛奶中SCC 下降最快，下降幅度為75.3%；產后2 h 的奶樣和產后22 h 的奶樣中，平均SCC 相差3 863.2×103個/mL。

圖1 牛奶中體細胞數隨擠奶次數變化的趨勢

2.2 各因素對北京地區中國荷斯坦牛1～7d 體細胞評分的影響 利用固定模型1 分析各因素對產后1～7 d SCS 的影響，結果表明，泌乳天數、牛場、樣品采集時間、胎次等因素均對泌乳早期SCS 有顯著影響（P＜0.05），各因素不同水平的最小二乘均值及多重比較結果見表2。

由表2 可知，在產后1～7 d 內，SCS 隨泌乳天數的增加呈下降趨勢，SCS 從產后第1 天的5.70 分下降至產后第7 天的3.82 分，相當于體細胞數下降72.77%，產后第7 天的SCS 與產后前4 d 的SCS 均存在顯著差異。

表2 各因素對產后1～7 d 體細胞評分的影響

本研究中，2 個牧場產后1～7 d 內SCS 存在顯著差異。早中晚3 次擠奶之間，早上采集的牛奶SCS 最低，為4.49 分，即SCC 為2 801.89×103個/mL；晚上采集的牛奶SCS 最高，為4.89 分，即SCC 為3 691.48×103個/mL，早上采集的牛奶SCS 顯著低于晚上采集的牛奶。

不同胎次之間，產后1～7 d 的牛奶SCS 差異顯著，但頭胎牛與其他胎次的牛產后1～7 d SCS 無顯著差異。二胎牛和三胎牛的產后1～7 d SCC 存在顯著差異，差值百分比達39.61%。

2.3 北京地區中國荷斯坦牛產后1～7 d SCS 與乳成分之間的關系 由表3 可知，中國荷斯坦牛產后1～7 d 的牛奶SCS 與乳糖率、乳蛋白率、乳脂率之間均存在極顯著的相關關系，在乳糖率、乳蛋白率和乳脂率中，產后1～7 d SCS 與乳糖率之間的相關最高（相關系數絕對值），為-0.562 3，即SCS 越高，乳糖率越低。

表3 產后1～7 d SCS 與乳成分之間的相關關系

2.4 北京地區中國荷斯坦牛產后1～7 d SCS 與臨床乳房炎患病的關系 采用模型2 分析上一胎次臨床乳房炎患病情況對當前胎次產后1～7 d SCS 的影響，結果發現，上一胎次臨床乳房炎患病情況對產后1～7 d 牛奶SCS 無顯著影響（P=0.22），但上一胎次患臨床乳房炎的中國荷斯坦牛產后1～7 d 牛奶SCS 高于上一胎次未患乳房炎的牛只，前者為4.72 分，即SCC 為3 287.75×103個/mL，后者為4.54 分，即SCC 為2 898.89×103個/mL，兩者相差388.86×103個/mL。此外，模型中其他因素對產后1～7 d 牛奶SCS 的影響與模型1 的結果類似。

由圖2 可知，上一胎次患病個體產后第3、第5 天的SCS 高于未患病的個體，其他時間兩組之間SCS 差異不大。

圖2 上一胎次臨床乳房炎患病對產后前7 dSCS 的影響

圖3 為當前胎次臨床乳房炎患病和未患病的2 組個體產后1～7 d SCS 的差異。由圖3 可知，除產后第1 天外，當前胎次患病個體產后1～7 d SCS 均高于未患病個體；其中，第2 天和第6 天的SCS 差異較大。2 組個體SCS 無顯著差異（P=0.22）。

圖3 產后前7 d SCS 與當前胎次臨床乳房炎患病情況的關系

3 討 論

本研究發現，北京地區中國荷斯坦牛產后1～7 d SCC平均值為670.02×103個/mL，由產后第1 天1 164.42×103個/mL 降至第7 天350.99×103個/mL，竹磊等[5]的研究中產后1～7 d SCC 也有下降趨勢；此外，De Vliegher 等[4]發現產后第5 天SCC 顯著高于產后第14天，從178×103個/mL 下降至74×103個/mL；由此可見，產后1～7 d 的牛奶SCC 水平高于常乳，且隨泌乳天數的增加逐漸下降，產后泌乳早期的牛奶SCC 有不同于常乳SCC 的特殊群體規律。本研究發現，北京地區中國荷斯坦牛在產后前30 h 內牛奶SCC 水平急劇下降，王陽等[7]在經產中國荷斯坦牛中也發現產后6～24 h 內牛奶SCC 急劇下降，從7 799×103個/mL 下降至1 210×103個/mL，中國荷斯坦牛產后數小時內牛奶SCC 的下降幅度最大。產后1～7 d，SCS 的變異系數均高于30%，表明中國荷斯坦牛產后1～7 d 的牛奶SCC 變異較大，王陽等[7]在對經產中國荷斯坦牛產后2～120 h 的牛奶SCC 的研究也發現泌乳早期SCC 的變異幅度較大。

本研究發現，胎次對中國荷斯坦牛產后1～7 d SCS有顯著影響，3 胎牛泌乳早期SCC 顯著高于2、4 胎及4 胎以上牛；趙番番等[8]研究泌乳期測定日SCC 時，發現胎次對測定日SCC 也具有顯著影響?？梢姡谌樵缙赟CC 隨胎次的變化趨勢和泌乳期SCC 的變化趨勢相似。此外，本研究發現樣品采集時間對產后1～7 d SCS 有顯著影響，早上采集的牛奶SCS 顯著低于晚上采集的樣品，這可能是奶牛晚上遭受的環境應激少于白天，因而早晨泌乳時牛奶SCC 較低。中國荷斯坦牛產后1～7 d 的牛奶SCC 對包括胎次、樣品采集時間等在內的生理和環境差異較為敏感。

本研究發現，中國荷斯坦牛泌乳早期SCS 與乳糖率呈極顯著負相關，吳海濤等[9]關于泌乳期測定日SCC 的研究中，發現測定日SCS 與乳糖率也呈現極顯著負相關，可見SCS 與乳糖率之間存在相關關系，且不受泌乳階段的影響，這可能是由于乳腺上皮細胞載體被破壞，造成牛奶中乳糖的流失[8]，另一方面可能是由于SCC 較高的奶牛其乳腺組織已經遭受破壞，毛細血管破裂，血液融入牛乳中，血液中的離子與無機鹽等成分會使牛乳的滲透壓降低，從而影響了乳糖向牛乳中的分泌[9]。此外，黃上真等[6]研究發現，荷斯坦牛產后1～7 d 乳糖率隨泌乳天數的增加逐漸升高，而本研究發現，SCS 隨泌乳天數的增加逐漸降低；相同時期內，乳糖率和SCS 分別隨泌乳天數呈現的相反變化趨勢可能也是造成這兩項指標之間存在顯著負相關的原因之一。其他研究中[9-10]，荷斯坦牛泌乳期測定日SCS 與乳蛋白率、乳脂率呈極顯著正相關，這與本研究結果類似，說明SCS 與乳蛋白率、乳脂率的相關關系也不受泌乳階段的影響。此外，本研究發現上一胎次或當前胎次臨床乳房炎患病的個體中，產后1～7 d SCS 通常高于未患病的個體，分析結果未達到統計學顯著水平，這可能與本研究所使用的樣本量較小及中國荷斯坦牛泌乳早期SCC的變異較大有關；后續研究中應擴大樣本量，進一步探究泌乳早期SCC 與臨床乳房炎患病之間的關系。

4 結 論

本實驗結果顯示，北京地區中國荷斯坦牛泌乳早期（產后1～7 d）的SCC 處于較高水平，且隨泌乳天數的增加逐漸下降，產后30 h 內SCC 下降幅度最大；泌乳天數、胎次、牛場和樣品采集時間對中國荷斯坦牛泌乳早期SCS 均有顯著影響。泌乳早期SCS 與乳糖率、乳蛋白率和乳脂率均存在極顯著相關關系，與乳糖率之間的負相關關系最強。

致謝：感謝牛百科青年計劃組的劉安國、李金曉、汪子茗、周榆淞、王語濃等同學在2018 年夏季在樣品采樣、數據收集和整理方面的幫助，感謝首農畜牧下屬奶牛場張亞一對采樣工作的大力支持。