遗传选择可以帮助减少牛呼吸道疾病

所属分类:健康管理

Allison Quick

牛呼吸系统疾病(BRD)是影响许多母犊牛的复杂问题。由于常常与其他疾病的各种症状相似,常规的检查和治疗可能达不到期望效果。

虽然许多牧场主都在积极通过饲养管理以减少犊牛患病,但BRD发病率在过去20年中并未发生变化。BRD不仅对犊牛有短期影响,比如日增重减少;而且也有长期影响,如果在犊牛时期曾患有BRD,其在头胎时繁殖问题会增多,初产年龄延迟,产奶量减少约1000磅(约453.6kg)。这些影响对牧场主来说可能是代价巨大的。

基因组信息与超声波检查相结合,可以成为对抗牛呼吸道疾病(BRD)和提高预测准确性的新工具。

遗传选择可以帮助减少牛呼吸道疾病

仅通过改善管理和饲养环境的策略,牧场主就在降低疾病发病率方面取得了进展。所以,近些年,科学家们开始从遗传的角度考虑牛的健康和疾病易感性问题。

密切追踪至少1000头犊牛

近期在威斯康星大学麦迪逊分校完成的最新研究之一,专注于母犊牛BRD及肺实变的遗传分析。参考牛群包含来自威斯康星州南部六个牧场的1107头荷斯坦母犊牛。这些牧场在犊牛护理方面都很用心,大多数犊牛的基因型来自基因组测试。

牧场的选择是基于对犊牛进行基因组测试以及邻近大学校园的牧场。在3周龄6周龄时,对每头犊牛进行BRD检测。检测的时间点是基于犊牛对疾病易感时期的先验知识进行选择的,该时期为3至5周龄。

使用临床和亚临床检测方法观察犊牛的BRD患病率。这允许分析患有和不患有BRD及肺实变的犊牛之间的遗传差异。以前的BRD遗传研究使用生产记录、临床评分系统或屠宰时肺部剖检来确定参考牛群中BRD患病率的发展情况。BRD面临的挑战是疾病检测没有黄金标准。这在遗传分析中产生了相互矛盾的结果。

超声波检查解开了谜团

在本研究中,威斯康星犊牛健康评分系统用于对犊牛临床症状评分;评分系统将五个参数(眼分泌物、鼻分泌物、耷耳或头部倾斜、咳嗽和直肠温度)分为四个严重程度。另外,使用具有线性直肠探头的标准超声仪对每头犊牛进行肺部超声波检查(该设备也应用于奶牛的繁殖评估)。在犊牛的肋骨处涂抹酒精,操作人员扫描肋骨空间以观察肺部,寻找肺表面的实变情况。通过结合其临床评分和肺部超声评分,对BRD整体情况进行分级。

新型检查方法占了上风

在参考牛群中,3周龄时的犊牛在超声波检查中发现有18.9%的犊牛患有某种程度的BRD,而6周龄的犊牛在超声波检查中发现有22.9%的犊牛受到BRD的影响。肺部超声评分与犊牛临床评分之间的低相关性阐明了超声波检查能更好地检查肺炎。在构建参考牛群或在一个牛群中监测BRD,肺部超声波检测结合临床评分系统是有效且客观的。由两名受过专业培训的评估员组成的团队每天可以评估50至100头犊牛。

全基因组关联分析(GWAS)可以鉴定与性状相关的基因组区域和基因。本研究的GWAS结果表明一些假定的基因组区域包含具有与呼吸、免疫和生长功能相关的基因。

虽然本研究与其他BRD的GWAS研究之间在所鉴定的基因组区域上没有重叠,但显著基因(主要是生长和免疫)之间的功能相似。研究之间的对比表明了准确和一致的BRD检测方法的重要性,BRD是一种由许多不同的环境和遗传因素控制的复杂疾病。

遗传力超越其他健康性状

健康性状的估计遗传力较低,如先前对犊牛腹泻(0.045)、犊牛胀气(0.04)、乳房炎(0.06)、酮病(0.09)和子宫炎(0.04)的研究中所观察到的那样。这些结果是基于以下几个研究的结果,包括2011年Henderson的研究; 2014年Parker Gaddis等人的研究;和2018年Marti等人的研究。

在本研究中,3周龄BRD的遗传力估计值(0.21—0.24之间)高于6周龄(0.8—0.11之间),这表明当犊牛越年幼,遗传在她抵抗BRD中扮演越重要的角色

虽然BRD性状的基因组估计育种值(GEBVs)的可靠性较低(3周龄时BRD为29.9%,6周龄时肺实变为12.4%),但由于参考牛群规模较小以及健康性状的诊断方式较为新颖且缺乏黄金标准,这是可以预期的。

尽管可靠性较低,但其他研究人员发现犊牛期BRD性状的选择并不会对生产性状产生显著影响,而且与繁殖性状正相关。然而,BRD与体型性状诸如体高呈负相关性。有了这些知识,在不减小理想的生产性状和繁殖性状选择压力的前提下,育种公司可以将这种性状添加到选择指数中。

然而,为验证基因组分析结果并提高预测准确性,纳入更多牛群及人工授精公牛以扩大当前参考群规模是必要的。最终,生产者可以利用GEBV进行BRD检测,以发现BRD易感染牛,进而,为这些犊牛定制具体的管理方案。

需要做更多工作

从长远来看,使用3周龄的BRD进行选择将是有利的。但在另一方面,目前这种方法还不可行,因为在犊牛出生后的第一周内无法获得基因组结果并进行处理,以致无法为易感犊牛定制护理方案。因此,需要进一步开展工作,扩大当前的参考规模,并跟踪试验牛群到第一个泌乳期以评估未来的生产性能。

翻译 | 胡浩文

校对 | 王靖俊、张海亮

排版 | 杨小寒

责编 | 杨   萌

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