人工授精（AI）在动物育种和遗传改良中发挥着关键作用。育成期公牛生殖系统发育不全和应激反应会导致精液异常，影响人工授精的效率。氧化应激诱导的活性氧（ROS）增加会显著影响睾丸功能、睾酮水平以及引起精母细胞的凋亡，同时精液冻存过程中增加的ROS也会损害精子的超微结构及功能进而影响精子活力。因此，提高公牛机体抗氧化能力对公牛的繁殖潜力至关重要。
最近的研究已证明维生素D不仅能维持机体钙离子和骨稳态，同时也具有抗氧化，抗炎，抗菌等特性。当膳食补充剂和内源性合成维生素D3足以维持骨骼健康时，维生素 D3 对牛其他功能发挥的作用常常被忽略。有研究表明，通过饲喂高剂量的维生素 D3 增加血清 25 (OH)VD3 可以改善种公猪的精子质量和性激素合成。25-羟基维生素D3（25（OH）VD3）是维生素D3转化为1,25-二羟基维生素D3（1,25（OH）2VD3）的第一代谢物，1,25-二羟基维生素D3可通过激活维生素D受体（VDR）在靶组织中发挥维生素D3的各种生理作用。奶牛产前饲喂120,000 IU/d 25(OH)VD3，其血清 25(OH)VD3 浓度平均在 200 到 250 ng/mL 之间，而喂食 120,000 IU/d 维生素 D3 的奶牛为 50-70 ng/mL。因此，在公牛日粮中补充25 (OH)VD3 可能用于以替代维生素 D3 并改善不同年龄荷斯坦公牛的精液质量、激素水平和健康状况。
为此，东北农业大学动物科学技术学院张永根教授于Animal Feed Science and Technology发表的一篇名为Fresh and cryopreserved semen, minerals,hormones and health characteristics in response to reciprocal combinations of vitamin D3 and 25-hydroxyvitamin D3 in the mature and prepubertal Holstein bulls' diet的文章，旨在研究添加25-羟基维生素D3(25(OH)VD3)替代维生素D3对不同年龄公牛精液品质和精浆抗氧化能力、机体的血清矿物质含量、激素水平以及免疫功能等的影响。
研究内容
本实验选用荷斯坦种公牛32头（其中24~36月龄公牛16头，体重727±99.0 kg；12月龄公牛16头，体重332±24.9 kg），在无阳光照射的圈舍内饲养，按2×2析因设计随机分为4个处理，分别饲喂维生素D3或25(OH)VD3，300IU/kg（DMI），饲喂期60天。成年公牛的精液量、精子密度、精子活力和新鲜精液存活率均显著高于育成期公牛。无论是育成期还是成年公牛，25(OH)VD3处理组公牛的精液浓度、精子活动率、存活率、膜完整性和精浆抗氧化能力均显著高于维生素D3处理组；25(OH)VD3处理组公牛血清中总钙、总磷、25(OH)VD3和1，25-二羟基维生素D3的浓度显著提高，血清中雌二醇、睾酮和生长激素浓度显著升高，血清皮质醇浓度显著降低。此外，25(OH)VD3处理组公牛血清免疫球蛋白IgM升高， 丙二醛（MDA）的浓度有所下降。但是未观察到年龄和维生素D3来源对新鲜精液质量和血清中激素矿物质等相关指标的存在交互作用。此外，也未观察到年龄和维生素D3的来源与免疫球蛋白IgM之间存在交互作用。虽然，年龄与维生素D3来源对超氧化物歧化酶（SOD）和MDA无交互作用，但是公牛年龄和维生素D3来源与血清总抗氧化能力之间存在交互作用：与维生素D3处理组相比，25(OH)VD3处理组的育成期公牛血清总抗氧化能力显著提高，而成年公牛血清总抗氧化能力则无差异。
综上，用25(OH)VD3替代维生素D3能有效改善成年荷斯坦公牛和育成期公牛的精液质量和机体健康状况，但具体的潜在机制有待进一步研究。