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研究人员发现的证据表明,牛正在失去重要的环境适应能力

发布时间:2021-08-10 14:41:57

研究人员发现的证据表明,牛正在失去重要的环境适应能力,研究人员将这种损失归因于农民缺乏可用的遗传信息。在检查了可追溯到 1960 年代的遗传物质后,他们确定了与适应性相关的特定 DNA 变异,这些变异有朝一日可用于为牛创建 DNA 测试——这些测试可以告诉农民他们的牛是否适合一种环境或另一种环境。

作为第四代养牛人,Jared Decker 知道当牛群从一个环境(牛群几代人都在适应)被带到具有不同气候、不同海拔或甚至不同的草。但作为密苏里大学的一名研究人员,德克尔也看到了利用科学解决这个问题的机会,既可以改善牛的福利,又可以堵住美国近 500 亿美元产业的漏洞。

“当我在 2013 年加入 MU 时,我将牛从新墨西哥州的一个家庭农场搬到了我在密苏里州的农场,”农业、食品和自然资源学院动物遗传学副教授兼乌尔达克主席德克尔说。“新墨西哥州又热又干,密苏里州也很热,但湿度要大得多。牛的表现肯定不如新墨西哥州好,这促使我思考如何向农民提供更多关于他们的动物需要什么才能茁壮成长。”

在今天发表在PLOS Genetics 上的一项新研究中, Decker 和他的团队发现了证据表明牛正在失去重要的环境适应能力,研究人员将这种损失归因于农民缺乏可用的遗传信息。在检查了可追溯到 1960 年代的遗传物质后,他们确定了与适应性相关的特定 DNA 变异,这些变异有朝一日可用于为牛创建 DNA 测试——这些测试可以告诉农民他们的牛是否适合一种环境或另一种环境。

“例如,我们可以看到,从历史上看,科罗拉多州的奶牛可能会进行适应性调整,以缓解高海拔地区的心脏压力,”德克尔说。“但是,如果你从不同的环境中引入公牛或精液,这些有益适应的频率将会降低。经过几代人,这群牛群将失去对科罗拉多州农民非常有用的优势。”

Decker 的团队,包括当时的博士生 Troy Rowan,分析了牛品种协会生产的冷冻保存精液测试中价值 60 年的牛 DNA 数据。他们发现,随着时间的推移,虽然由于农民的精心选择,与更高生产力和生育力相关的基因得到了改善,但许多与环境适应相关的基因已经消失。

德克尔指出,这不是农民的错,因为目前没有成本效益高的基因测试可以用来确定他们的牛是否适合特定环境。换句话说,该研究表明需要用户友好的牛 DNA 测试,以寻找研究中确定的特定适应性。这些适应性包括对血管收缩的抵抗力——在高海拔地区发生的血管变窄并对心脏造成过度压力——对草中毒素的抵抗力也可能导致血管收缩,以及对高温或高湿的耐受性,所有这些当牛从相关环境中移走时,这种情况往往会逐渐消退。

“有时,自然选择和人工选择朝着同一个方向发展,有时它们之间会出现拉锯战,”德克尔说。“在过去的 60 年里,效率和生产力有了很大的提高,但环境压力源永远不会消失。农民需要更多地了解他们的牛群的基因组成,不仅是为了他们农场的短期成功,而且为了后代的成功。”

密苏里大学于 2007 年发明了第一个广泛采用的牛基因测试,德克尔和罗文希望讲述这个故事的下一章。两人都在农场长大,都热衷于利用研究帮助农民平衡美国的农业传统与环保商业实践的需求。

“作为一个社会,我们必须以更可持续的方式生产食物,并成为优秀的环境管理者,”德克尔说。“确保奶牛的基因与它们的环境相匹配,可以让奶牛的生活更美好,并帮助农民高效地开展生产活动。这是双赢的。”

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