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基因选择如何影响可持续发展目标?
发布时间：
2023-03-22
美国奶牛养殖行业目前已经通力合作，并作出承若，“要在2050实现碳中和，优化水资源利用，改善水质——以支持全球可持续发展和回报客户期望。”基因选择是使美国牧场和乳制品加工商共同实现这一崇高目标非常重要的一部分。
基因是如何准确地影响现在和未来的可持续发展?
基因选择是减少奶牛养殖行业碳排放的重要工具。这种影响包括几十年来美国奶牛生产力的提高，以及更先进的基因选择能力，使奶牛在生产等量牛奶的同时更有效地使用饲料。这就引出了一个问题：可持续性的其他方面——比如动物福利和甲烷排放——是否可以通过遗传学来解决?
遗传收益，提高乳业效率
众所周知，今天美国奶牛的产奶量是1945年的四倍，是1970年的两倍，这都是因为牧场管理和遗传技术的进步。从1945年2780万头奶牛的峰值，到2021年，美国奶牛数量减少到940万头。奶牛数量大幅减少，牛奶产量大幅增加，大大减少了投入物、土地、水和其他自然资源的使用。
生产力的提高中有多大比例可以归因于基因改良?
有几种方法可以分析和回答这个问题，其中有一个相对简单的回答：一半以上的收益来自基因。
具体一点，我们从脂肪和蛋白质的产量得出这一结论。表1显示了1970年以来奶牛在奶牛群信息协会(DHIA)上增加的总脂肪和蛋白质，以及由于遗传而增加的数量和百分比。自1970年以来，美国奶牛群的脂肪和蛋白质产量增加中，基因改良占62%。
表1:每十年美国荷斯坦牛的总脂肪和蛋白质的遗传增加
另一种分析方法是通过观察产奶量的情况。下图显示了DHI牛群中每头美国荷斯坦奶牛的年平均产奶量。数据显示，在过去60年里，牛奶的消费量从1.3万磅增加到2.8万磅。橘黄色区域表示由于改进管理而获得的收益，而蓝色区域表示通过遗传潜力获得的收益。
当然，管理和遗传学是携手并进的。随着我们在基因选择技术方面的进步，加上奶牛营养和管理方面的补充和改进，使我们能够把奶牛更多的基因潜力给发挥出来。
除了生产力之外
在早期，基因选择的重点是提高牛奶、脂肪和蛋白质的产量。自1994年以来，美国已经开发了遗传选择长寿、体细胞评分、繁殖力、抗病性和饲料效率的特性
我们为改善动物健康、生育和寿命而培育的能力直接支持了公众和乳制品消费者对持续改善动物福利的想法——这是可持续性的另一个组成部分。
CDCB和合作的研究人员继续为生产者开发新的遗传工具。在8月的三年一次的评估中，CDCB健康性状扩展到棕色瑞士品种。荷斯坦牛(自2018年起)、娟姗牛(自2020年起)和棕色瑞士动物可进行对六种常见疾病——真胃移位、低钙血症、酮症、乳腺炎、子宫炎和胎衣不下——的耐药性评估。我们目前正在评估对约翰氏病的遗传抗性能否作为一种新特征。
跛行是动物健康的另一个重要话题，据估计，大约一半的美国奶牛在生产生活中会受到跛行的影响。CDCB、明尼苏达大学和几个合作者正在努力创建一个蹄部健康数据收集通道，以便更好地了解奶牛肢蹄的基因改进。这些都是CDCB开发跛行遗传选择工具和改进跛行管理工具的重要步骤。
到2020年，通过对节省饲料和剩余采食量特性的改进，对饲料转化率能力进行遗传选择将成为现实。对于寻求成本控制的奶牛场和期待可持续生产的牛奶和乳制品的乳制品消费者来说，饲料效率特性是一种“双赢”。通过改进动物的遗传能力，用更少的饲料生产等量的牛奶，生产饲料所需的自然资源就更少，乳制品的温室气体产生也就减少了。
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