文章来源:荷斯坦杂志
2015年4月奶业科学杂志有一篇有趣的研究文章,题目是《北美荷斯坦牛现存的有限Y染色体谱系》(“A limited numbers of Y chromosome lineages is present in North American Holsteins”)。Yue,Dechow和Liu等人研究发现,现役北美荷斯坦种公牛的Y染色体溯源到上世纪60年代人工授精技术开始广泛运用的时候,只有三头共同的祖先,其中48.78%来源于公牛Chief(HOUSA1427381),51.06%源自另一头公牛Elevation(HOUSA1491007)。换句话说,这两头种公牛的后代在现役种公牛中的占比达到了99.84%。用作者的话来讲“我们相信Y染色体遗传多样性的极度缺乏可能是影响荷斯坦公牛繁殖性状改善的一个限制性因素,特别是与Y染色体相关的繁殖性能。”这不禁让人联想到目前荷斯坦种公牛培育中广泛使用的Mogul和Supersire这两头公牛。2015年8月TPI排名前一百的公牛中,这两头公牛的后代有47头,而今年8月份的最新排名表中,单单Mogul的后代就有40头。
高度选育必然会带来近交系数升高,育种者们总是在选择强度和多样性这对矛盾中努力寻找着平衡。从图1中我们可以看出自上世纪70年代以来加拿大荷斯坦品种母牛群体的近交系数的逐年上升,2010年至2016年,平均每年增加0.22%。2016年出生的荷斯坦母牛平均近交系数达到了7.34%,这还是系谱分析计算的结果。进入基因组时代后,由于选择强度更大,世代间隔缩短,近交系数上升的幅度会进一步加大,种公牛近交系数的上升会更加明显。
图1 加拿大荷斯坦近交系数趋势
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人们关注近交问题,主要的考虑是为了避免后代出现遗传缺陷,以及对生产性能带来负面的影响。基因组技术的应用,让我们能够更准确的分析近交对实际生产的影响。威斯康辛大学D.W.Bjelland和K.A. Weigel等人的研究已经再一次证实了更高的近交系数对荷斯坦奶牛生产性能的影响。研究显示近交系数每上升1%,平均日产奶量下降0.23公斤,一个胎次305天的奶产损失大约在70公斤。此外,还会造成受胎率下降0.5%。实验中近交系数最高组较最低组受胎率下降了6.6%,空怀天数增加了8~14天。
相比于传统公式计算,根据基因组检测计算的近交系数为我们提供了更为准确的结果。我们可以从两个方面来理解这一改变:一方面是因为减少了系谱记录中的错误,这一点比较容易理解。对比基因组检测的结果,美国商业牧场系谱记录的平均错误率达到20%。通过检测DNA,能准确的纠正这些偏差,即便是没有系谱资料,也能很好的评估牛群的近交情况。另一个原因是基因组检测让我们了解到基因的遗传并不是我们以往认为的等量传递。我们知道后代的DNA有50%源于母本,50%来自父本,但是这并不意味着它从祖代得到了等量的DNA。举个简单的例子,一头犊牛从母本获得的50%DNA中,可能有30%是来自外祖母,只有20%来自外祖父,而不是我们之前所理解的25%/25%。相信下面两个图能帮助大家更好的理解这一点。我们不可能通过翻看系谱而知道这一遗传比例,只有通过基因组检测才可得知。基于基因组检测结果进行的选配可更有效的帮助牧场做好育种时的近交管理。
来源:http://www.selectsires.com/programs/ControlwithGenomics.html?version=20170404
追求更高的育种值和保留最大的遗传多样性几乎是不可能同时实现的,牧场对更大效益的追求只会使得近交系数进一步地上升。虽然对于荷斯坦品种来讲,现阶段的近交系数还没到不可逆转的地步,但正视这一问题,长期给予关注还是很有必要的。
对于牧场具体的近交系数管理,下面几点是值得大家关注的:
1.牧场需要建立并完善牛群的系谱登记,还要尽可能确保系谱的准确。配种和产犊过程的准确记录,以及相关信息的准确录入是保证系谱准确的关键环节。
2.采用选配软件进行个体选配,或者直接采用不同家系循环进行群体选配,都能有效地控制群体的近交系数。这两种方法各有优劣,可根据牧场的实际情况考虑选用。
3.基因组检测和选配可以使牧场更为准确地了解牛群的近交情况,并为牧场的近交系数管理提供了更可靠的工具。
4.公牛和母牛自身近交系数的高低并不影响后代的近交系数,近交系数并不像基因那样可以遗传,而是取决于具体每头牛可能的选配情况。因此在选择冻精时避开近交系数高的公牛并不科学,而是应该根据牧场牛群的系谱信息具体分析。
5.根据加拿大奶业网(CDN)对加拿大现有荷斯坦母牛和后备牛群与基因组公牛前500名选配结果计算,56%的选配近交系数低于8%。我想这个可以作为大家制定近交系数上限的一个参考。
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