Strategie innovative per l'adattamento della bovina da latte a condizioni di caldo ambientale

Abstract

La presenza di temperature ambientali elevate determina una condizione di stress nella bovina da latte con effetti negativi sulla salute, sulla produttività e sull'efficienza riproduttiva. La prima attività ha riguardato la genotipizzazione di 446 bovine di razza Holstein per quattro polimorfismi del singolo nucleotide (SNPs) dell’Hsp70.1: g895 C/- e g1128 G/T nella regione 5’- UTR. Le PBMC sono state isolate da campioni di sangue, poste a 43°C in bagno termico per 1h e poi incubate a 39°C in un’atmosfera contenente il 5% di CO2 per 1, 2, 4, 8, 16 e 24 ore. La vitalità delle cellule è stata determinata utilizzando il saggio XTT. L’espressione del gene e della proteina Hsp70.1 è stata determinata tramite real-time PCR e test ELISA, rispettivamente. I genotipi -- e TG hanno mostrato la più alta (P<0.05) vitalità rispetto ai CC e GG, rispettivamente. I genotipi C- e TT hanno fatto registrare una vitalità intermedia. L’espressione genetica dell’Hsp70.1 ha mostrato i livelli più alti (P<0.001) nei genotipi -- e TG rispetto alla loro controparte. I genotipi -- e TG hanno mostrato i livelli più alti della proteina inducibile Hsp70.1 rispetto a C-, TT e CC, GG. Questi risultati indicano che la presenza di SNPs (C/- e G/T) nella regione 5’-UTR dell’Hsp70.1 migliora la risposta allo shock termico e la tolleranza al caldo delle PBMC bovina. La seconda attività è stata rivolta all’allestimento di un sistema di previsione (allerta) del rischio di stress da alte temperature, specifico per la bovina da latte. Implementando la formula del calcolo dell’indice bioclimatico Temperature-Humidity Index (THI) in funzione delle previsioni di temperatura e umidità relativa, è stato possibile ottenere delle mappe di previsione dell’indice di stress termoigrometrico.

High environmental temperature, affect health, productivity and reproductive efficiency of dairy cows. 446 Italian Holstein cows were genotyped for two Hsp70.1 single nucleotide polymorphisms (SNPs): g895 C/- and g1128 G/T in 5’-UTR. 41 cows were selected to represent the different genotypes. PBMC were isolated from blood samples and heated at 43°C in thermal bath for 1h and then incubated at 39°C in atmosphere of 5% CO2 for 1, 2, 4, 8, 16 and 24h. Cell viability, gene and protein expression of Hsp70.1 were determined. Genotypes -- and TG showed higher (P < 0.05) viability compared with CC and GG, respectively. Genotypes C- and TT had intermediate viability. Gene expression of Hsp70.1 showed higher (P < 0.001) levels in -- and TG genotype compared with their counterparts. Genotypes -- and TG showed the higher level of inducible Hsp70.1 protein in respect to C-, TT and CC, GG. These results indicate that the presence of SNPs (C/- and G/T) in the 5’-UTR region of inducible Hsp-70.1 ameliorates HS response and tolerance to heat of bovine PBMC. In the last years, Italian climatic conditions were characterized by an increase of intensity and frequency of extreme events. To evaluate the heat discomfort on livestock, this study developed an innovative Italian Forecasting Heat Warning System, using the THI-Temperature Humidity Index, that is commonly used to quantify the degree of heat stress in farm animals. The system provides six days forecast Italian maps of THI (day and night time) with indications of four hazard levels to alert negative effects on production, health and welfare in dairy cows. This system represents a valuable support to help farm managers.