[학위논문]고농도 농후사료 급여에 따른 홀스타인 젖소의 유단백질 합성에 대한 제1 제한 아미노산 공급 효과 Effects of the First-Limiting Amino Acid on the Milk Protein Synthesis of Holstein Dairy Cows Consuming Diets High in Concentrate원문보기
본 연구는 옥수수 와 대두박 위주의 농후사료 급여체계에 따른 홀스타인 젖소의 유단백질 합성에 대한 제1 제한 아미노산의 공급효과를 구명하기 위하여, 2단계의 실험을 수행하였다. 첫 번째 실험에서는 비유초기 젖소의 유단백질 생산을 제한하는 제1 제한 아미노산을 구명하기 위하여 NRC (2001) 기준에서 4종의 ...
본 연구는 옥수수 와 대두박 위주의 농후사료 급여체계에 따른 홀스타인 젖소의 유단백질 합성에 대한 제1 제한 아미노산의 공급효과를 구명하기 위하여, 2단계의 실험을 수행하였다. 첫 번째 실험에서는 비유초기 젖소의 유단백질 생산을 제한하는 제1 제한 아미노산을 구명하기 위하여 NRC (2001) 기준에서 4종의 필수아미노산을 결정하였고, 4 × 4 Latin square design으로 완전임의 배치하여 조사하였다. 두 번째 실험은 구명된 제1 제한 아미노산을 공급수준에 따라 유생산성에 미치는 영향을 조사하였으며 실험 사료, 설계 및 조사항목은 실험 1과 같다. 실험 1. 비유초기 젖소의 유단백질 생산을 제한하는 제1 제한 아미노산의 구명 사료섭취량은 수치적으로 4AA 처리구에서 증가하는 경향을 나타냈으나 유의적 차이는 없었으며, 처리간, 티모시 섭취량과 유량 사이에는 유의적인 차이를 발견하지 못했다. 우유생산량은 4AA 처리구에서 유량이 가장 높았지만 유의한 차이는 나타내지 않았으며, 유지방 함량 또한 처리구에 비해 대조구에서 낮은 수치를 보였지만 유의적 차이는 없었다. 유단백질 함량은 대조구와 -Met 처리구가 4AA 및 -Lys 처리구에 비해 유단백질 함량이 유의적으로 낮았으며 (p<0.05), 또한 lysine, isoleucine, valine이 충분히 공급되더라도 methionine의 부족으로 인해 액상 혼합 아미노산을 투여하지 않은 대조구와 비교해 유단백질 함량의 차이가 없었다. 유단백질 함량뿐만 아니라 유단백질 생산량도 대조구와 4AA, -Met, -Lys 처리구의 유의적인 차이를 볼 수 있었다 (p<0.05). Lactose의 함량은 -Met 처리구가 대조구, 4AA 및 -Lys에 비해 높았으나 (p<0.05), 생산량에서는 유의적 차이는 없었지만 수치적으로 가장 낮았다. 따라서 본 실험은 필수아미노산 lysine, isoleucine, valine의 충분한 공급과 상관없이 methionine 공급의 유무에 따라 유단백질 및 생산량의 차이가 나타났으며, 이는 옥수수와 대두박 위주의 농후사료 급여체계에서 methionine이 젖소에 대한 제1 제한 아미노산임을 보여준다. 실험 2. 젖소의 제1 제한 아미노산의 공급수준 증가에 따라 유단백질 합성에 미치는 영향 실험 2에서는 보호아미노산 (ruminally protected methionine)의 공급수준에 따른 젖소의 유생산에 미치는 영향을 조사하였다. 사료 섭취량은 유의적인 차이가 없었으며, 우유 생산량 또한 methionine을 급여하지 않은 대조구와 처리구 모두 유의적 차이가 없었다. 유단백질 함량은 대조구와 8 g/d 처리구와 비교해 16 및 24 g/d 처리구의 유단백질 함량이 유의적으로 높게 나타났다 (p<0.05). 그러나 유단백질 생산량은 모든 처리구에서 유의적인 차이가 없었다. 유지방 및 유당의 함량과 생산량도 각 처리간 유의적 차이가 없었다. 결론적으로 methionine은 고농도 농후사료 체계에서 제1 제한 아미노산으로 조사되었으며, 혈액 내 10 g/d Met 공급 시 유생산성이 향상되었다. 비록 methionine이 제1 제한 아미노산이지만 lysine 또한 제한력이 비슷하였으며, lysine 또는 다른 아미노산을 함께 공급할 경우 혈액 내 methionine을 10 g/d 이상 공급하더라도 추가적인 유생산성의 증가가 있을 것으로 생각된다. 앞으로 젖소의 단백질 급여에 있어서 균형 아미노산에 대한 연구와 체내 대사 효율에 미치는 영향에 대하여 많은 연구가 필요하다.
본 연구는 옥수수 와 대두박 위주의 농후사료 급여체계에 따른 홀스타인 젖소의 유단백질 합성에 대한 제1 제한 아미노산의 공급효과를 구명하기 위하여, 2단계의 실험을 수행하였다. 첫 번째 실험에서는 비유초기 젖소의 유단백질 생산을 제한하는 제1 제한 아미노산을 구명하기 위하여 NRC (2001) 기준에서 4종의 필수아미노산을 결정하였고, 4 × 4 Latin square design으로 완전임의 배치하여 조사하였다. 두 번째 실험은 구명된 제1 제한 아미노산을 공급수준에 따라 유생산성에 미치는 영향을 조사하였으며 실험 사료, 설계 및 조사항목은 실험 1과 같다. 실험 1. 비유초기 젖소의 유단백질 생산을 제한하는 제1 제한 아미노산의 구명 사료섭취량은 수치적으로 4AA 처리구에서 증가하는 경향을 나타냈으나 유의적 차이는 없었으며, 처리간, 티모시 섭취량과 유량 사이에는 유의적인 차이를 발견하지 못했다. 우유생산량은 4AA 처리구에서 유량이 가장 높았지만 유의한 차이는 나타내지 않았으며, 유지방 함량 또한 처리구에 비해 대조구에서 낮은 수치를 보였지만 유의적 차이는 없었다. 유단백질 함량은 대조구와 -Met 처리구가 4AA 및 -Lys 처리구에 비해 유단백질 함량이 유의적으로 낮았으며 (p<0.05), 또한 lysine, isoleucine, valine이 충분히 공급되더라도 methionine의 부족으로 인해 액상 혼합 아미노산을 투여하지 않은 대조구와 비교해 유단백질 함량의 차이가 없었다. 유단백질 함량뿐만 아니라 유단백질 생산량도 대조구와 4AA, -Met, -Lys 처리구의 유의적인 차이를 볼 수 있었다 (p<0.05). Lactose의 함량은 -Met 처리구가 대조구, 4AA 및 -Lys에 비해 높았으나 (p<0.05), 생산량에서는 유의적 차이는 없었지만 수치적으로 가장 낮았다. 따라서 본 실험은 필수아미노산 lysine, isoleucine, valine의 충분한 공급과 상관없이 methionine 공급의 유무에 따라 유단백질 및 생산량의 차이가 나타났으며, 이는 옥수수와 대두박 위주의 농후사료 급여체계에서 methionine이 젖소에 대한 제1 제한 아미노산임을 보여준다. 실험 2. 젖소의 제1 제한 아미노산의 공급수준 증가에 따라 유단백질 합성에 미치는 영향 실험 2에서는 보호아미노산 (ruminally protected methionine)의 공급수준에 따른 젖소의 유생산에 미치는 영향을 조사하였다. 사료 섭취량은 유의적인 차이가 없었으며, 우유 생산량 또한 methionine을 급여하지 않은 대조구와 처리구 모두 유의적 차이가 없었다. 유단백질 함량은 대조구와 8 g/d 처리구와 비교해 16 및 24 g/d 처리구의 유단백질 함량이 유의적으로 높게 나타났다 (p<0.05). 그러나 유단백질 생산량은 모든 처리구에서 유의적인 차이가 없었다. 유지방 및 유당의 함량과 생산량도 각 처리간 유의적 차이가 없었다. 결론적으로 methionine은 고농도 농후사료 체계에서 제1 제한 아미노산으로 조사되었으며, 혈액 내 10 g/d Met 공급 시 유생산성이 향상되었다. 비록 methionine이 제1 제한 아미노산이지만 lysine 또한 제한력이 비슷하였으며, lysine 또는 다른 아미노산을 함께 공급할 경우 혈액 내 methionine을 10 g/d 이상 공급하더라도 추가적인 유생산성의 증가가 있을 것으로 생각된다. 앞으로 젖소의 단백질 급여에 있어서 균형 아미노산에 대한 연구와 체내 대사 효율에 미치는 영향에 대하여 많은 연구가 필요하다.
This study was to determine the first-limiting amino acid for milk production in dairy cows consuming a high concentrate diet containing corn grain and soybean meal. And then effects of increasing supplementation levels of the determined first-limiting amino acid on milk production in dairy cows wer...
This study was to determine the first-limiting amino acid for milk production in dairy cows consuming a high concentrate diet containing corn grain and soybean meal. And then effects of increasing supplementation levels of the determined first-limiting amino acid on milk production in dairy cows were examined. Experiment 1. Determination of the first-limiting amino acid for milk protein synthesis in dairy cows consuming a high concentrate diet containing corn grain and soybean meal Four lactating Holstein cows were used in a 4 × 4 Latin square with 10-d periods to examine the response of the yield and concentration of milk protein on intravenous infusion of a mixture of amino acids which were calculated as limiting amino acids for milk production according to NRC (2001). The treatments were as follows : (1) no infusion(control), (2) a mixture of 6 g/d methionine, 19.1 g/d lysine, 13.8 g/d isoleucine and 15.4 g/d valine (4AA), (3) the mixture without methionine (-Met) and (4) the mixture without lysine (-Lys). Cows were given a basal diet of alfalfa hay (1 kg/d), corn silage(10 kg/d) and a concentrate mixture(14 kg/d; 63.0 % dry ground corn, 20.0 % soybean meal, 9.4 % cotton seed meal, 6.0 % sugar beet pulp and 1.6 % mineral and vitamin mixture on a fresh weight basis) and free-access to timothy hay. Alfalfa hay, corn silage and a concentrate mixture were completely consumed on all treatments. Relative to control, the 4AA treatment significantly (P<0.05) increased the yield (913 vs 997 g/d) and concentration (2.93 vs 3.08 %) of milk protein and this response was not diminished by omission of lysine. However, excluding of methionine showed no response over control, suggesting that methionine was the first limiting amino acid. No significant differences were found in timothy hay DM intake and milk yield between treatments. The 4AA treatment numerically increased the concentrations of the infused amino acids in plasma compared with control. The results of the present experiment showed that secretion of milk protein was limited only by methionine deficiency in cows fed a corn/soybean meal-based concentrate although it was calculated that lysine, isoleucine and valine would seem to be also deficient. Experiment 2. Effects of increasing supplementation levels of the first-limiting amino acid on milk protein synthesis in dairy cows Previous Experiment 1 omitting methionine and lysine in turn from an intravenously infused mixture of four amino acids (methionine, lysine, isoleucine and valine) showed that methionine was first-limiting. In Experiment 2, the rumen-protected D,L-methionine (Mepron 85®, Degussa, Germany) was used to confirm the effect of the dietary supplementation of the first-limiting amino acid in a rumen- protected form. And also the experiment was conducted to determine the rate of methionine transfer to milk protein when the AA is first-limiting. Experiment 2 was designed a 4 × 4 Latin square with 21-day periods. The four treatments were (1) the basal diet as described Experiment 1 (control), (2) control plus 8 g/d of protected Met (Met 8), (3) control plus 16 g/d of protected Met (Met 16), (4) control plus 24 g/d of protected Met (Met 24). All animals received the basal diet for at least 21 days before the start of the experiment. Recording of food intake and milk yield and composition were as described for Experiment 1. Samples of blood were taken, treated and analysed as in Experiment 1. No significant differences were found in timothy hay DM intake and milk yield between treatments. The concentration of milk protein were increased by the Met 16, 24 treatments relative to control and the Met 8 treatment (p<0.05). None of treatments affected the concentration and yield of milk lactose. The results provided that Met is the first-limiting amino acid up to Met 16 intake. Although Met 24 intake was not respond by some reason, this is important finding because, in many circumstances, supplementation with the first-limiting amino acid alone results in disappointingly small responses of milk production owing to rapidly emerging deficiencies in the supplies of the second and third limiting. However, the efficiency could not be estimated because increasing does response was not linear. It was confirmed that methionine is the first-limiting amino acid for milk protein production in dairy cows consuming a high concentrate diet containing corn and soybean. However, the dietary model used in the experiment showed a weakness with the responses to Met given alone were variable. It is suggested that the most likely explanation for this is Lys is the very next limiting AA or co-limiting over 10 g/d Met supply in blood stream of cows.
This study was to determine the first-limiting amino acid for milk production in dairy cows consuming a high concentrate diet containing corn grain and soybean meal. And then effects of increasing supplementation levels of the determined first-limiting amino acid on milk production in dairy cows were examined. Experiment 1. Determination of the first-limiting amino acid for milk protein synthesis in dairy cows consuming a high concentrate diet containing corn grain and soybean meal Four lactating Holstein cows were used in a 4 × 4 Latin square with 10-d periods to examine the response of the yield and concentration of milk protein on intravenous infusion of a mixture of amino acids which were calculated as limiting amino acids for milk production according to NRC (2001). The treatments were as follows : (1) no infusion(control), (2) a mixture of 6 g/d methionine, 19.1 g/d lysine, 13.8 g/d isoleucine and 15.4 g/d valine (4AA), (3) the mixture without methionine (-Met) and (4) the mixture without lysine (-Lys). Cows were given a basal diet of alfalfa hay (1 kg/d), corn silage(10 kg/d) and a concentrate mixture(14 kg/d; 63.0 % dry ground corn, 20.0 % soybean meal, 9.4 % cotton seed meal, 6.0 % sugar beet pulp and 1.6 % mineral and vitamin mixture on a fresh weight basis) and free-access to timothy hay. Alfalfa hay, corn silage and a concentrate mixture were completely consumed on all treatments. Relative to control, the 4AA treatment significantly (P<0.05) increased the yield (913 vs 997 g/d) and concentration (2.93 vs 3.08 %) of milk protein and this response was not diminished by omission of lysine. However, excluding of methionine showed no response over control, suggesting that methionine was the first limiting amino acid. No significant differences were found in timothy hay DM intake and milk yield between treatments. The 4AA treatment numerically increased the concentrations of the infused amino acids in plasma compared with control. The results of the present experiment showed that secretion of milk protein was limited only by methionine deficiency in cows fed a corn/soybean meal-based concentrate although it was calculated that lysine, isoleucine and valine would seem to be also deficient. Experiment 2. Effects of increasing supplementation levels of the first-limiting amino acid on milk protein synthesis in dairy cows Previous Experiment 1 omitting methionine and lysine in turn from an intravenously infused mixture of four amino acids (methionine, lysine, isoleucine and valine) showed that methionine was first-limiting. In Experiment 2, the rumen-protected D,L-methionine (Mepron 85®, Degussa, Germany) was used to confirm the effect of the dietary supplementation of the first-limiting amino acid in a rumen- protected form. And also the experiment was conducted to determine the rate of methionine transfer to milk protein when the AA is first-limiting. Experiment 2 was designed a 4 × 4 Latin square with 21-day periods. The four treatments were (1) the basal diet as described Experiment 1 (control), (2) control plus 8 g/d of protected Met (Met 8), (3) control plus 16 g/d of protected Met (Met 16), (4) control plus 24 g/d of protected Met (Met 24). All animals received the basal diet for at least 21 days before the start of the experiment. Recording of food intake and milk yield and composition were as described for Experiment 1. Samples of blood were taken, treated and analysed as in Experiment 1. No significant differences were found in timothy hay DM intake and milk yield between treatments. The concentration of milk protein were increased by the Met 16, 24 treatments relative to control and the Met 8 treatment (p<0.05). None of treatments affected the concentration and yield of milk lactose. The results provided that Met is the first-limiting amino acid up to Met 16 intake. Although Met 24 intake was not respond by some reason, this is important finding because, in many circumstances, supplementation with the first-limiting amino acid alone results in disappointingly small responses of milk production owing to rapidly emerging deficiencies in the supplies of the second and third limiting. However, the efficiency could not be estimated because increasing does response was not linear. It was confirmed that methionine is the first-limiting amino acid for milk protein production in dairy cows consuming a high concentrate diet containing corn and soybean. However, the dietary model used in the experiment showed a weakness with the responses to Met given alone were variable. It is suggested that the most likely explanation for this is Lys is the very next limiting AA or co-limiting over 10 g/d Met supply in blood stream of cows.
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