作者:王方 来源:中国科学报 发布时间:2021/8/12 20:19:45
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谁弄丢了牛的环境适应基因

 

作为第四代养牛户,Jared Decker知道,当牛从一个环境中被带到一个气候不同、海拔不同甚至草种不同的地方时,它们会受到健康和生产力问题的困扰,而牛群已经花了好几代时间来适应前一种环境。

同时作为美国密苏里大学动物遗传学副教授,Decker也看到了利用科学来解决这个问题的机会,既可以改善牛的福利,也可以堵住美国近500亿美元产业的漏洞。

Decker介绍:“2013年在加入密苏里大学时,我把牛从新墨西哥州的一个家庭农场搬到了我所在密苏里州的农场。新墨西哥州又热又干燥,密苏里州也很热,但潮湿得多,那里的牛肯定没有新墨西哥州的好。”

“这促使我思考我们如何给农民更多信息,让他们知道自己的牲畜需要什么才能茁壮成长。”他说。

在近日发表于《公共科学图书馆·遗传学》的一项研究中,Decker等人发现了新证据,表明牛正在丧失重要的环境适应能力。研究人员将这种丧失归因于农民可获得的遗传信息的缺乏。

在研究了追溯至20世纪60年代的遗传物质后,他们发现了与适应性相关的特定DNA变异。这些变异有朝一日可能被用于对牛进行DNA测试,而这些测试可以告诉农民他们的牛是否适合某种环境。

“例如,从历史上看,科罗拉多州的奶牛可能具有在高海拔地区缓解心脏压力的适应能力,但如果你从不同的环境引入公牛或公牛精液,一些有益适应会变弱。经过几代时间,这些牛群将失去对科罗拉多州农民而言非常有用的优势。”Decker举例说。

包括当时的博士生Troy Rowan在内的团队,分析了60年间牛的DNA数据——来自牛品种协会生产的冷冻保存的精液测试数据。结果发现,随着时间的推移,由于农民的精心选择,与更高生产力和生育率相关的基因得到了改善,但许多与环境适应有关的基因已经消失。

Decker指出,这不是农民的错。这项研究表明,需要对牛进行“方便用户操作”的DNA测试,以寻找研究中确定的特定适应性。这些适应性包括抗血管收缩、抗草中毒素、耐高温或高湿度。当牛被从相关环境中移走时,所有这些都会在几代时间里消退。

“有时自然选择和人工选择朝着同一个方向发展,而有时它们之间会有一场‘拔河’。”Decker说,“在过去60年里,效率和生产力有了极大的提高,但环境压力永远不会消失。事实上,农民需要更多地了解他们牧群的基因组成,这不仅是为了农场的短期利益,也是为了后代的成功。”

总之,在研究人员看来,确保牛的基因与其生存环境相匹配,可以让牛的生活更美好,并帮助农民高效生产。这是一种双赢。

相关论文信息:https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1009652

 
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