基因組時間旅行:培育高產高抗非洲牛—新聞—科學網

2020-12-06 科學網


研究中非洲牛品種的歷史起源     國際家畜研究所供圖

多個非洲牛品種     國際家畜研究所供圖

在非洲牛群中發現的一組新的遺傳標記和信息，將有助於未來繁殖出更具生產力和抗性的非洲牛。

近日，《自然—遺傳學》在線發表了上述由國際家畜研究所等多個國際團隊合作的成果。這些遺傳標記和信息與耐熱、耐旱、控制炎症、抗蜱蟲，以及抵抗錐蟲病等毀滅性家畜疾病等重要性狀相關。

基因組時間旅行

主持這項研究的國際家畜研究所首席科學家、英國諾丁漢大學教授Olivier Hanotte介紹，為了搞清楚非洲牛是如何在非洲不同地區數千年的跌蕩中，在約一千年時間裡迅速演化出獨特的性狀並使其成功地在整個非洲大陸繁衍生息，他們對172頭非洲牛的全基因組進行了測定，追溯過去1000年中非洲牧民牛育種的歷程。

衣索比亞的巴希爾達爾大學科學家Getinet Mekuriaw Tarekegn說：「我的童年時期，當我在衣索比亞的高地放牛時，父親會說：『養好牛，管好牛，餵好牛，從總體上賞識它們，作為回饋，它們會把全部奉獻給你，讓你能永遠安全地生活』。後來，作為一名研究人員，我意識到，只要珍惜包括牛在內的所有家畜，我們就能從其獨特的基因組背景出發，進一步探究它們的獨特品質，從而改善我們的生活和生計。」

Hanotte說：「我們相信，這些新的視野可用於培育表現更豐富嵌合性狀的非洲牛，使得它們既具有歐洲和美洲家畜的某些特質，即個體的產奶和產肉水平更高，但同時也表現非洲牛的更強抗性和可持續性。」

Hanotte和他的同事們開啟了一種「基因組時間旅行」，這首次使科學家們得以追溯使非洲牛具有如此優異適應能力的遺傳學旅行。

國際家畜研究所LiveGene計劃負責人Steve Kemp將其描述為750到1050年前的「進化顛簸」：亞洲牛品種那時到達東非，它們所攜帶的特殊遺傳特徵使得在多樣化和苛刻的非洲環境中開展養牛業成為可能。

通過基因組測序獲得的證據表明，土著牧民開始用亞洲稱為瘤牛的牛種與東非稱為普通牛的當地品種進行雜交繁育。

特別慶幸的是，瘤牛所攜帶的特徵使其能夠在非洲之角典型的炎熱、乾燥氣候下生存。而且，通過將兩者進行雜交，新的後代保留了普通牛的潛能，以抵抗潮溼的氣候。在潮溼環境中，諸如錐蟲病等媒介傳播的疾病很常見。

培育更好的非洲牛

國際家畜研究所的首席科學家兼非洲乳品遺傳增益計劃負責人Ally Okeyo Mwai說：「家畜，尤其是牛，可能會引起爭議。但是如果沒有它們，非洲可能會有數百萬人要通過捕獵來獲取蛋白質，那勢必會破壞非洲環境及其令人難以置信的野生動植物的多樣性。」

現在，人們要利用這些自然遺傳資源，讓非洲牛具有足夠強的抗性，同時可持續地滿足非洲對牛奶和肉類不斷增長的需求，同時也最大程度地減少家畜生產增加所帶來的負面影響。

對於非洲的許多家庭，尤其是最貧窮的家庭來說，家畜，尤其是牛，仍然是其最有價值的財產。它們既是蛋白質和基礎營養的重要來源，也是用於支付學費之類的重要收入。它們還為農作物提供肥料。有些非洲牛品種可以在無法開展糧食生產的條件下生存，從而為農民提供應對氣候變化的潛在適應策略。

Hanotte進一步說：「我們很幸運，牧民們是如此熟練的育種者，他們留下了寶貴的路線圖，這為國際家畜研究所和其它機構正在開展的探索奠定了基礎，促使我們能在非洲的家畜生產力與抗性、可持續性之間找到一個新的平衡。」

Kemp說，通過研究土著牛的基因組可以看出，為適應環境而進行的育種一直是非洲畜牧生產成功的關鍵。這必須成為我們未來開發具有更高生產力、更可持續性動物資源的前提。

國際家畜研究所所長Jimmy Smith說：「重要的是要了解家畜育種對維持非洲地區的健康和財富所起到的至關重要的作用，指導我們過去探索的重點在於抗性育種，這將成為今後促進撒哈拉以南非洲畜牧業可持續發展的試金石。」

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41588-020-0694-2

 

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