科学家使用“基因组时光旅行”来发现丰富的新遗传特征,以培育更高产量、更有抗逆性的非洲牛种类。他们在非洲牛中发现了一组详细的遗传标记,这些标记与热量和耐旱能力、控制炎症和对蜱虫侵害的能力、以及对致命的牲畜传染病如锥虫病的抗性等宝贵特征相关联。
这些发现发表在《自然遗传学》杂志上,是由来自诺丁汉大学、亚的斯亚贝巴和内罗毕的国际畜牧研究所(ILRI)、韩国首尔国立大学和农村发展局(RDA)、喀土穆大学(苏丹)、热带畜牧遗传与健康中心(CTLGH)和乌普萨拉大学(瑞典)的科学家们合作完成的。
科学家们想要了解经过数千年局限于非洲不同亚区的一片土地上后,牛类是如何在过去的几千年进化成能够在整个非洲范围内茁壮成长的特征的。
汉内特教授及其同事进行了一种基因组时光旅行的研究,这使得科学家们首次追溯了使非洲牛类如此适应环境的基因演变历程。他们发现了合作作者史蒂夫·肯普(ILRI LiveGene项目负责人)所说的一个“进化冲击”,发生在750至1050年前:在东非引入亚洲牛品种,携带了使牛类在非洲不同和苛刻环境中生产成为可能的遗传特征。
基因组序列工作的结果表明,土著牧民开始将亚洲牛科群(被称为泽布牛)与当地品种(被称为塔林牛)交配。特别是,泽布牛提供了适应炎热干旱气候的特质,适用于非洲角地区的气候。但通过交配这两种牛,新生牲畜也保留了塔林牛对于湿润气候的适应能力,后者是非洲锥虫病等通过传媒传播的疾病普遍存在的地区。
“畜牧动物,尤其是牛,今天可能存在争议,但没有它们,数百万非洲人将被迫猎捕野生动物以获取蛋白质,”领导ILRI非洲奶牛基因增益项目的合作作者奥凯奥·马伟表示。“这对非洲环境及其令人难以置信的野生动物多样性来说将是一场灾难。”
现在重要的是利用已使非洲牛类如此有韧性的全部自然遗传禀赋,以可持续满足非洲对牛奶和肉类的激增需求,同时最大程度地减少增加牲畜生产的负面影响。对于非洲的许多家庭,尤其是最贫困的家庭而言,家畜总体以及牛特别是仍然是家庭最宝贵的财产,为他们提供了蛋白质和微量营养素的关键来源,同时提供收入以支付例如学费之类的费用。它们还为农作物提供粪便,一些非洲牛类可以生存在不支持粮食作物的条件下,为农民提供了应对气候变化的潜在适应策略。
“我们很幸运地是牧民是如此富有技巧的育种者,”汉内特说。“他们为ILRI等地方正在进行的努力提供了一份宝贵的路线图,以平衡非洲畜牧业的生产力与韧性与可持续性。”
“在研究非洲土著牛的基因组中,可以看到环境适应的育种一直是非洲畜牧业成功生产的关键。”ILRI的肯普说。“未来努力开发更高产但更可持续的动物时,这一点必须被考虑进去。如若目标是纯粹的生产力,那么注定会失败。”
“重要的是要理解,长期以来畜牧育种在维持非洲社区的健康和财富上扮演了至关重要的角色,”ILRI总干事吉米·史密斯说。“过去关注韧性育种引导的努力,为未来致力于规划撒哈拉以南非洲畜牧生产的一条可持续道路提供了参考。”
文章出处:请联系诺丁汉大学的奥利维尔·汉内特教授 (Olivier.Hanotte@nottingham.ac.uk )获取更多信息。