西藏牛是西藏本土的小型地方黄牛品种，食性广，具有抗病性、抗逆性等优质性状，但其体型较小、生长缓慢、生产性能低下。为提高西藏牛产奶量、改善西藏地区畜牧业发展状况，大量荷斯坦牛被引入西藏地区。但由于西藏地区地处特殊低氧环境，荷斯坦牛引进到高原后发生一系列低氧应激反应，为保证重要器官血氧供应，机体会启动血液重新分布的代偿机制[1-2]。血液动力学主要表现为牛心率增快，心排血量增加，肺动脉压升高，右心室压力负荷增大，长期的右心室压力负荷增大导致右心肥厚引发高原性心脏病，造成高原性肺水肿和脑水肿，导致生产性能降低，甚至死亡[3]。为降低高原荷斯坦奶牛低氧应激反应、提高低氧适应能力，1979年开始应用冷冻精液人工授精等技术进行西藏黄牛改良工作，目前通常选择低氧适应性较好的西藏牛对其进行级进杂交改良，得到西藏改良牛[2,4-6]。经过长期改良和推广，西藏改良牛现已提高对高寒低氧环境的适应能力，取得了一定的社会、经济和生态效益[7]。据报道，2008年西藏改良牛的产奶量达2 t以上[8]。但随着杂交代数提高，改良工作进入瓶颈阶段，西藏改良牛低氧适应性降低[9]。本研究旨在评估西藏改良牛泌乳情况，探究引进荷斯坦牛、西藏牛与西藏改良牛血液低氧适应性，为研究牛杂交群体血液低氧适应生理机制提供了良好的模型，也为深入解决高产奶牛高原低氧适应问题提供参考。1材料与方法1.1试验动物及饲养管理选择西藏自治区拉萨市城关区嘎巴牛场（海拔3 618 m）引进荷斯坦牛（易居3年）、西藏改良牛（荷斯坦牛♂×西藏牛♀，级进杂交F1~F3）、西藏牛（西藏本土黄牛）各60头，试验牛年龄4~5岁、健康无疾病的未妊娠母牛，饲养日粮及饲养管理一致。使用粗精饲料搭配饲喂，精粗比为60∶40。粗饲料适量饲喂青稞、油菜、蚕豆、小麦、豌豆。精饲料购自昆明田园饲料有限公司，其粗蛋白18%，中性洗涤纤维30%，酸性洗涤纤维20%，钙1%，磷0.65%，产奶净能7.2 MJ/kg。饲养设备自动化，统一进食、进水、清便。1.2测定指标及方法1.2.1泌乳量2022年12月于嘎巴牛场收集西藏牛、西藏改良牛F1~F3代头胎日产奶量数据。1.2.2DHI指标采集F3代西藏改良牛新鲜奶样送鉴定中心测定DHI指标，包括乳脂率、乳蛋白率、脂蛋比、体细胞数、尿素氮、平均泌乳天数和高峰日。1.2.3血液生理指标采用高海拔专用含EDTA抗凝剂的真空采血管，从F3代牛尾根静脉处采集血液约3~5 mL，标记耳号后冰盒储存，在4 h内完成各项血液生理指标的测定。使用BC-2800Vet全自动血液细胞分析仪（迈瑞医疗国际股份有限公司）测定样本的全血的血液生理指标，分别为红细胞数量（RBC）、血红蛋白浓度（HGB）、血细胞比容（HCT）、平均红细胞体积（MCV）、平均红细胞血红蛋白（MCH）、平均红细胞血红蛋白浓度（MCHC）、红细胞分布宽度变异系数（RDW-CV）。1.2.4血液流变指标使用ZL6 9000全自动血流变测试仪（北京众驰伟业科技发展有限公司）测定血液流变学生理指标学指标，包括全血测定纤维蛋白原、全血低切相对指数、全血中切相对指数、全血高切相对指数、红细胞内黏度、红细胞聚集指数、红细胞聚集系数、卡松黏度、低切阻流、中切阻流、高切阻流、屈服应力。使用低速离心机2 000 r/min离心15 min，取血浆，测定血浆黏度指标。1.3数据统计与分析试验数据采用SAS 9.2统计分析软件对泌乳量进行t检验分析，对血液生理指标进行单因素方差分析，Duncan's法进行多重比较。结果以“平均值±标准差”表示，P0.05表示差异显著。2结果与分析2.1西藏牛与西藏改良牛F1~F3代头胎次泌乳量（见表1）西藏牛与西藏改良牛泌乳期按305 d计算。由表1可知，西藏牛、西藏改良牛F1~F3代泌乳期均不足期，但随着改良代数增加，西藏改良牛的泌乳期逐渐增加，泌乳总量也呈明显提高趋势。每个时期泌乳量均为西藏牛西藏改良牛F1代西藏改良牛F2代西藏改良牛F3代（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.17.010.T001表1西藏牛与西藏改良牛F1~F3代头胎次泌乳量项目西藏牛西藏改良牛F1代西藏改良牛F2代西藏改良牛F3代泌乳总量344.53±47.30d1 235.76±67.51c2 034.71±74.03b2 758.29±130.06a第1个月58.48±16.06c173.55±53.33b195.22±56.32b295.29±57.61a第2个月138.88±54.64d333.06±76.89c439.12±70.10b522.26±98.39a第3个月75.93±22.32d247.21±43.69c383.93±60.59b484.39±90.68a第4个月51.36±20.78d210.14±26.71c306.46±40.81b406.56±87.13a第5个月19.88±6.34d124.11±36.43c264.23±30.99b345.69±81.07a第6个月—99.36±18.97c167.90±21.48b257.17±55.35a第7个月—48.33±9.38c129.03±30.99b209.31±39.80a第8个月——93.54±21.01b151.88±31.53a第9个月——55.28±18.98b85.74±9.81a注：1.同行数据肩标不同字母表示差异显著（P0.05），相同字母或无字母表示差异不显著（P0.05）；表4与此同。2.“—”表示无相关数据。kg2.2西藏改良牛F3代DHI指标（见表2）由表2可知，西藏改良牛F3代乳蛋白率、体细胞数、尿素氮及高峰日均在参考范围内，乳脂率、脂蛋比及平均泌乳天数指标与参考范围差距不大，但有待改善。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.17.010.T002表2西藏改良牛F3代DHI指标项目乳脂率/%乳蛋白率/%脂蛋比体细胞数/(万/mL)尿素氮/(mg/L)平均泌乳天数/d高峰日/d结果3.26±1.063.41±0.591.01±0.5730.10±9.61132.70±36.90131.0060.00参考范围3.40~7.003.00~5.001.12~1.3040.00100.00~180.00150.00~170.0045.00~70.002.3引进荷斯坦牛、西藏改良牛、西藏牛血液生理指标检测结果（见表3）由表3可知，引进荷斯坦牛为适应低氧环境，其血液RBC（7.60×1012 L）、HGB（122.90 g/L）、HCT（35.56%）和MCHC（345.63 g/L）指标显著高于西藏牛（P0.05），而MCV（46.99 fL）、MCH（16.24 pg）和RDW-CV（18.04%）指标与西藏牛相比差异不显著（P0.05）。西藏改良牛拥有西藏牛血统，其血液RBC指标得到改善，与西藏牛相比差异不显著（P0.05），MCH（18.34 pg）、HGB（124.96 g/L）和HCT（35.33%）显著高于西藏牛（P0.05），MCHC（354.77 g/L）指标显著高于引进荷斯坦牛和西藏牛（P0.05）。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.17.010.T003表3引进荷斯坦牛、西藏改良牛、西藏牛血液生理指标检测结果组别RBC/(×1012 L)HGB/(g/L)HCT/%MCV/fLMCH/pgMCHC/(g/L)RDW-CV/%引进荷斯坦牛7.60±0.78a122.90±16.81a35.56±4.09a46.99±5.3316.24±1.65b345.63±12.40b18.04±2.44西藏改良牛6.94±1.00b124.96±12.74a35.33±5.02a52.06±21.2818.34±6.59a354.77±29.37a18.50±7.83西藏牛6.72±0.97b99.10±13.55b32.39±4.74b48.80±5.9514.87±1.87b300.53±14.85c18.44±1.62注：同列数据肩标不同字母表示差异显著（P0.05），相同字母或无字母表示差异不显著（P0.05）。2.4引进荷斯坦牛、西藏改良牛、西藏牛血液流变指标检测结果（见表4）由表4可知，西藏改良牛与西藏牛的纤维蛋白原、血浆黏度、红细胞内黏度均显著高于引进荷斯坦牛（P0.05），红细胞聚集指数、红细胞聚集系数显著低于西藏牛和引进荷斯坦牛（P0.05）；西藏改良牛的卡松黏度和屈服应力指标显著高于西藏牛（P0.05），表明西藏改良牛可能通过升高卡松黏度增加红细胞的变形能力以适应低氧环境。10.13557/j.cnki.issn1002-2813.2023.17.010.T004表4引进荷斯坦牛、西藏改良牛、西藏牛血液流变检测结果项目引进荷斯坦牛西藏改良牛西藏牛纤维蛋白原/(g/L)3.50±0.47b3.89±0.53a4.03±0.53a血浆黏度/(mPa·s)1.59±0.21b1.80±0.24a1.83±0.24a全血低切相对指数14.33±4.22a11.03±2.29b8.14±2.87c全血中切相对指数3.57±0.62a3.45±0.63a2.24±0.63b全血高切相对指数2.68±0.39a2.75±0.49a1.72±0.49b红细胞聚集指数5.49±0.88a4.06±0.69c4.77±0.93b红细胞聚集系数3.77±0.60a2.79±0.49c3.27±0.63b卡松黏度/(mPa·s)3.45±0.58b4.10±0.69a2.56±0.68c红细胞内黏度/(mPa·s)0.64±0.09b0.71±0.10a0.73±0.10a低切流阻/109SI67.68±23.58a57.52±10.85b43.38±14.80c中切流阻/109SI39.53±8.02a42.15±6.57a28.02±7.15b高切流阻/109SI29.57±5.20b33.54±5.48a21.51±5.52c屈服应力/mPa8.73±4.47a5.64±1.61b4.92±2.56c由表4可知，引进荷斯坦牛、西藏改良牛和西藏牛的纤维蛋白原、血浆黏度、屈服应力指标呈逐渐降低趋势，红细胞内黏度指标呈逐渐升高趋势。3讨论3.1西藏牛与西藏改良牛F1~F3代头胎次泌乳量分析泌乳量是奶牛生产性能的直接体现，可影响养殖的经济效益[10-11]。本研究中，西藏牛头胎泌乳期泌乳总量为344.53 kg，西藏改良牛F1代头胎泌乳期泌乳总量为1 235.76 kg，F2代头胎泌乳期泌乳总量为2 034.71 kg，F3代为2 758.29 kg。结果表明，通过级进杂交改良提高荷斯坦牛血统，可明显提高西藏改良牛泌乳量。研究表明，河南荷斯坦牛改良305 d产奶量为8 546.56 kg[12]，陕西荷斯坦改良牛305 d头胎产奶量为8 690 kg[13]，荷斯坦牛改良新疆土种黄牛305 d产奶量为3 568.5 kg[14]，荷斯坦牛改良北方黄牛F1~F3代305 d产奶量分别为4 130.4、4 973.9、5 101.4 kg[15]。上述数据表明，西藏改良牛经杂交改良后泌乳量得到明显提高，但与其他地区改良牛相比还存在提升空间。3.2西藏改良牛F3代DHI指标分析DHI指标体现奶牛产奶性能，其中乳脂率和乳蛋白率是衡量乳品质的重要指标[16-17]。2018年，我国参与DHI测定的牛奶平均乳脂率和乳蛋白率分别达到3.86%和3.34%，平均体细胞数达到26万个/mL[18]。本研究中，西藏改良牛F3代的乳脂率和乳蛋白率为3.26%和3.41%，平均体细胞数为30.10万个/mL，表明乳品质有待改善。有研究表明，乳脂率和乳蛋白率受季节和胎次影响。冬季乳脂率和乳蛋白率高于其他3个季节，1胎乳脂率和乳蛋白率最低，2胎乳脂率和乳蛋白率最高，且乳脂率和乳蛋白率随着胎次增加而下降[19]。因此，可通过调整分娩季节、注意胎次以及调节日粮结构使乳品质更佳。3.3引进荷斯坦牛、西藏改良牛、西藏牛血液生理指标分析低氧环境下红细胞可刺激肝细胞和肾细胞释放促红细胞生成素（EPO），而EPO可刺激骨髓制造红细胞，并调控机体促进红细胞的增殖和分化，促进红细胞数量增多[20-21]。红细胞在血液中承担运输氧气的能力，内部含有大量血红蛋白。血红蛋白能够结合、贮存、运输及释放氧气。藏族人世居高原，RBC和HGB远低于移居高原汉族人，原因是藏族人对高原低氧的钝化反应，可避免红细胞过度增殖导致各种高原疾病[22-23]。有研究发现，在3 692 m生活10个月以上的泰米尔人，HGB、HCT显著高于生活在低海拔该民族人以及高海拔拉达克人[24]。此外，平原山羊刚进入高原后表现出HGB应激升高，之后趋于平缓[25]。与青藏高原的小尾寒羊[26]及根田鼠[27]相关指标的变化趋势与上述报道相同。低氧应激时血红蛋白浓度增加是机体的代偿反应，特别是血红蛋白浓度异常增加时，造成红细胞内黏度增加，从而损害机体。本研究中，西藏改良牛和引进荷斯坦牛RBC、HCT和HGB远高于西藏牛，可认为血液流动和氧气输送加重心脏负荷导致高原疾病[11,15]。与西藏牛相比，引进荷斯坦牛较无法适应低氧环境，RBC、HGB等指标均大幅增加，以提高运氧能力，表现为应激特征及各种缺氧代偿现象，如高原脑水肿、肺水肿、胸水肿等疾病[28-29]。与之相反，西藏改良牛继承了西藏牛的低红细胞数和血红蛋白浓度的适应特征，可防止因红细胞数过度增加引起的血浆黏度增加。3.4引进荷斯坦牛、西藏改良牛、西藏牛血液流变指标分析为改良西藏荷斯坦牛低氧适应性，引进荷斯坦牛冻精与西藏牛进行级进杂交至F3代，该代改良牛血液常规指标更接近引进荷斯坦牛，仅RBC显著降低，保留了西藏牛的适应特性；而HGB显著升高，往往使血浆黏度迅速升高，血流变慢，增加外周阻力及心脏负荷，导致进一步缺氧。因而应激表现为血流变学指标恶化。纤维蛋白原含量和血浆黏度是决定血液黏度的重要因素。西藏改良牛较高的纤维蛋白原增加了血浆黏度，但高含量纤维蛋白原储备有利于低压止血。李孝仪等[30]研究表明，绵羊血浆黏度相关指标随着海拔升高而降低。本研究中，西藏改良牛的血浆黏度、红细胞内黏度略高于西藏牛，表明通过杂交可降低西藏改良牛的黏度指标，加快血流流动，提高氧气流通。本试验中，西藏改良牛卡松黏度指标显著高于其他两个群体，表明可能通过增强红细胞的变形能力增加红细胞的表面积，进而增强氧气运输能力适应低氧环境。有研究表明，高海拔的黄牛[31]和绵羊[30]的卡松黏度指标显著高于低海拔的黄牛和绵羊，结论均与本研究结果一致。红细胞聚集指数和红细胞聚集系数是反映红细胞聚集程度的指标，与红细胞聚集程度成正比，是造成低切变率下血浆黏度增高的主要因素。因此，降低红细胞聚集指数和红细胞聚集系数也是增加血液流动性的补偿机制之一。本研究中，西藏改良牛的红细胞聚集指数和红细胞聚集系数指标显著低于引进荷斯坦牛和西藏牛，表明西藏改良牛通过降低血流障碍，减少血栓形成，提高了低氧环境适应性。齐晓园等[31]和李孝仪等[30]研究表明，高海拔黄牛和绵羊的红细胞聚集指数和红细胞聚集系数低于低海拔，利于血液流动。屈服应力是低切变率的剪切力临界值，主要是由红细胞比容和纤维蛋白原含量决定。血液的屈服应力能够反映心脏的负荷以及血管能够承受的张力，但屈服应力过高会加重心脏负担，影响机体代谢。西藏改良牛的屈服应力显著低于引进荷斯坦牛，且显著高于西藏牛，表明杂交群体可能通过增强心脏的负荷以及血管张力提高低氧适应性。有研究表明，中甸牦牛[32]屈服应力显著高于较低海拔的德宏牦牛，与齐晓园等[31]、李孝仪等[30]以及本研究结果一致。4结论本研究表明，通过杂交改良，西藏改良牛的泌乳量得到显著提升。通过分析引进荷斯坦牛、西藏改良牛、西藏牛的血液常规生理指标和血液流变学指标，发现西藏牛具有较好的血液生理低氧适应性，与引进荷斯坦牛相比，西藏改良牛低氧适应性得到提高，可能是通过改变红细胞理化性质而提高HGB，或通过增大心脏的负荷、提高血管张力、降低血液流阻等方式适应低氧环境。但西藏改良牛仅含1/8西藏牛血缘，适应性降低，因此需要横交固定以保留适应血缘。