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中国荷斯坦牛CVM现状和对策的研究

2010-7-29 01:10| 发布者: admin| 查看: 2738| 评论: 0

摘要: 荷斯坦脊椎畸形综合症(CVM)被确认为不良隐性基因中国荷斯坦牛CVM现状和对策的研究马春生 北京奥耐尔饲料有限责任公司(101101)关键词:CVM、遗传缺陷、DNA测定摘要:丹麦科学家首先发现了荷斯坦牛中阿存在的、造成 ...

荷斯坦脊椎畸形综合症(CVM)被确认为不良隐性基因
中国荷斯坦牛CVM现状和对策的研究

马春生  北京奥耐尔饲料有限责任公司(101101)

关键词:CVM、遗传缺陷、DNA测定
摘要:丹麦科学家首先发现了荷斯坦牛中阿存在的、造成大量流产和畸形犊牛的脊椎畸形综合症(CVM)遗传缺陷。美国和全世界奶牛业已经验证并认同丹麦科学家的研究结果,世界各国纷纷采取措施对付这种有史以来给荷斯坦奶牛造成最大损失的遗传疾病。根据资料分析,我国也存在着CVM,可能已经并正在给中国的奶牛业造成损失。对全国荷斯坦公牛进行CVM(DNA)测定并向养牛者提供CVM非携带者的精液是避免CVM损失的唯一途径。

一、国外信息综合报道
丹麦牛育种协会于2000年10月宣布,丹麦农业科学院的科学家发现了造成荷斯坦牛遗传致命缺陷的基因和突变。这种遗传缺陷叫做脊椎畸形综合症(Complex Vertebral Malformation简称CVM)。CVM是在丹麦牛健康计划中陆续记录了大量具有相同症状的犊牛后被发现的。受CVM感染的犊牛最显著的特征包括腿部畸形,系部呈现对称的向内僵直,以及颈短和脊椎弓背畸形等。
一项配种实验表明,CVM遗传缺陷是由单一常染色体基因突变造成的,并且是隐性遗传。这种遗传缺陷可以追溯到美国有名的公牛Carlin-M Ivanhoe Bell (1667366)。Bell在全世界使用广泛,其对全球犊牛死亡率的影响是显而易见的。在丹麦70%的荷斯坦牛可以在单一的血缘上追踪到BELL。这个数字在世界其他地区甚至更高。患病的犊牛总是携带两对突变的基因。这种突变似乎是BELL家族特有的,因为800多头与BELL无血缘关系的母牛显示不携带突变的基因。
丹麦的实验数据表明,胚胎及胎儿CVM情况严重地影响荷斯坦牛的繁殖力性状。分析是建立在63,000头母牛的系谱、人工授精和产犊的数据上。这些母牛的父亲是CVM的携带者,用已知CVM携带者的公牛配的种。如果胎儿带有CVM遗传缺陷,在整个妊娠期的任何时间都有流产发生,但80%的母牛会在妊娠期260天前流产。CVM还影响产犊间隔和母牛的淘汰率。这项研究结果与分子遗传学结果一致,证实了CVM是一种单一隐性遗传缺陷。
实际上从2000年10月份起,丹麦就禁止所有经CVM测定为阳性的公牛用于人工授精或出口。丹麦科学家发明了一种建立在在基因基础上的测定方法,能够精确地检出这种遗传疾病的携带者。这种方法目前在世界各国都有。每头牛的测定成本约600丹麦克郎(2001年时兑换率1:1,约600元人民币)。
加拿大的测定是这样的。把包括小塑料样品袋和表格资料的邮寄给养牛者。取样部位是尾根,尾部干净无粪便。拔出10-15根带有根部的牛毛,不要用剪子,因为DNA只存在于毛发的根部。把牛毛放入样品袋内,与填写好的表格一起放入已付1.25加元邮资并印有实验室收信地址的信封内寄出。测定结果和发票一并邮寄给协会,由协会转交测定结果并收取85加元的测定处理费用。

图1. 当一头CVM携带者母牛与一头携带者公牛交配时导致25%的CVM犊牛。

       母牛             公牛
 

 

 

 

 

 


25%非携带者     50%正常携带者      25%CVM感染

在丹麦科学家宣布CVM不久,美国荷斯坦协会对丹麦科学家的这一研究成果表示认同,然后于2002年正式宣布了CVM是一种不良隐性基因。并规定了对经测定确认的CVM携带者用"CV"做标记,对那些被确定为非携带者的用"TV"做标记。据美国SELECT SIRE专家Chuck Sattler估计,美国CVM携带者占荷斯坦总数的10%左右。
美国荷斯坦协会将对畸形胚胎和畸形犊牛的病理学检查做持续的记录。做这项检查和诊断的主要病理学家是尼布拉斯加-林肯大学兽医诊断中心主任DAVID STEFFEN博士。美国荷斯坦协会强烈要求奶牛饲养者向STEFFEN博士、荷斯坦协会或当地的人工授精代表报告畸形胎儿或畸形犊牛的流产或出生的情况。
美国荷斯坦协会发布CVM时认为,许多携带CVM的公牛同时也携带大量的产量和体型的优良基因,完全避免CV公牛没有必要,但使用它们时应给予严肃的思考。育种家们应避免CV公牛与那些父亲或外祖父为CVM携带者的母牛交配。加拿大荷斯坦协会协会网站刊登文章指出,今后母牛需要有5代,公牛需要有六代完整的系谱才可称为纯种。这明显是出于CVM问题的考虑,因为5-6代就可以追踪到CVM的始祖了。
CVM被发现后,世界各国对是否根除CVM公牛展开了讨论。目前的舆论和实践趋于一致。世界各国种牛公司从CVM宣布时起便制定计划,逐渐淘汰CVM携带者并对全部后测公牛进行严格的DNA测定。有些国家在过度期内还允许CVM携带者的精液出售,但即使是世界排名前100名以内的携带者,尽管后代成绩和性状优良,但精液已经很少有人问津了。道理很简单,有可能损失25%后代的种牛,其女儿再好人们也不愿意使用。
2004年2月发布的荷斯坦国际排名前100名中,有CVM携带者18头,非携带者65头,还有17头没有测定结果。其中包括美国CVM携带者10头,非携带者45头。此问题还带动了世界肉牛品种协会纷纷开展了对肉用种牛进行了CVM测定,目前还没有发现问题。

表1. 美国荷斯坦协会发布的各国CVM携带者和非携带者名单的统计数据(2004年2月)
国家 澳大利亚 加拿大 捷克 法国 德国 匈牙利 意大利 荷兰 英国 美国
非携带者 1 569 8 26 27 1 18 44 1 6008
携带者  30  14 2  3 20 1 1573
   
表1. 是部分乳业发达国家对种公牛进行的DNA测定结果。携带者共计1643头,非携带者6706头,共计检测了8349头,携带者占测定总数的20%。美国是CVM的发源地,也是CVM携带者最多的国家,共计测定了7581头,携带者占测定总数的21%。这些经DAN测定的种牛包括:BELL的祖父OSBORNDALE IVANHOE 1189870(1952年4月26日出生)、PAWNEE FARM ARLINDCHIEF 1427381(1968年11月19日)、ROUND OAK RAG APPLE ELEVATION 1491007(1972年8月6日)等一些对荷斯坦群体有着重要影响的各家系始祖。结果显示,这些牛是非携带者。统计数据说明世界各国对CVM问题的重视和解决CVM问题的紧迫性。
   
二、中国CVM状况
我国奶牛场发生流产、畸形问题由来已久。20多年来,作者长期从事翻译、种牛引进、课题研究、冷冻精液销售、读牛代乳粉的生产和销售等工作中与全国奶牛场保持经常性的联系和接触,经常听到各地奶牛场反映流产和畸形的情况。我国长期对荷斯坦种牛(包括育种和生产用的胚胎、精液等)进口的依赖决定了我国的CVM状况可能比其他国家严重。我国荷斯坦种牛的主要来源是美国,此外还有加拿大、欧洲、澳大利亚、新西兰等,而这些国家的荷斯坦牛又与美国牛有着密切血缘关系。此外,引进种牛没有注意系谱的广泛性,主要集中在美国TPI前100名和加拿大LPI前50名,而这些种牛,尤其是美国牛与BELL家族有着密切、广泛的联系。
根据美国荷斯坦协会2004年2月在国际互联网上发布的1643头CVM携带者公牛的资料分析,CVM的始祖是PEN-STATE IVANHEO STAR(1441440),而对群体产生影响最大的是它的儿子CARLIN-M IVANHEO BELL(1667366)。作者从美国CVM名录中搜寻到与中国荷斯坦公牛有血缘关系的CVM携带者19头,其中美国牛15头,荷兰牛2头,法国牛2头(附件 1)。作者目前搜寻到与CVM携带者有血缘关系的我国荷斯坦公牛185头,其中父亲为CVM携带者的35头,外祖父为携带者的11头,有些牛父母两条线都与CVM携带者有联系。作者还编制了这些公牛的名录、系谱,以及与CVM联系的血缘关系图。这些资料可为全国种牛站和母牛场查询本单位牛与CVM携带者的血缘关系提供参考。
根据作者1996年以前研究课题收集的种公牛数据以及近年来业余时间收集的部分种牛站的系谱所做的分析,CVM携带者与我国20多年来引进的种牛(或进口胚胎移植出生、或进口母牛超排后移植出生,或进口精液与进口母牛交配出生)有着较密切的血缘关系。系谱分析结果显示这185头中有80年代出生的22头,90年代出生的59头,而2000年以后出生的有107头。近三年进口的与CVM携带者有联系的种牛比上世纪17年进口的总合还多。当然,不经过DNA测定我们不能断定这些种牛都是CVM携带者,但是有着可能性。
2000年后出生的这107头种牛(作者业余时间收集的资料有限,实际进口数量要比这些多得多,需要向农业部和中国种畜进出口公司了解)绝大部分是最近3年从国外进口的,其中包括中国奶业协会第27、28、29批后裔测定共计68头公牛。而这68头中的49头与CVM携带者有血缘关系,占总数的72%。
这就向我们提出一个问题,为什么大量的、与CVM携带者有血缘关系的种牛集中在最近三年内涌入我国,答案是显而易见的。这三年正是各国种牛公司和育种家们纷纷淘汰BELL家族的时候。他们把通过系谱分析摈弃的、只能做肉牛的动物以高价作为种牛卖给了我们,而这些牛可能已经、正在或将会给我国的奶牛业带来严重、灾难性的后果,而我们不了解CVM的国际动态或虽了解但没有意识到问题的严重性也给了人家可乘之机。
由于近年来中国乳业的迅猛发展,全国对荷斯坦奶牛的需求急剧上升,近三年是我国历史上进口牛最多的时期。据中国种畜进出口公司市场总监张开展先生的《中国奶牛进口情况和趋势》一文,2001年、2002年两年我国共进口奶牛1.5万多头,比改革开放前20年进口种牛的总和还要多。这些进口牛如果按每头1.5万元计算,我们要花掉2.25亿元。而两年间我国因CVM问题造成的损失可能是进口数量的许多倍。还有一种动向值得注意,我们引进了大量没有系谱的荷斯坦牛,而这些牛又没有经过DNA测定,这就为大量、潜在的CVM携带者进入我国敞开了大门。
还有进口母牛的问题。作者手中没有系谱资料来分析多年以来引进的母牛,但肯定存在着CVM携带者。2000年以后进口的母牛中有许多正在生产种用的胚胎,移植出生的后代有些已经在我国种牛站生产精液。通过对这些公牛的系谱进行分析,其母亲是CVM携带者的后代。此外,我国荷斯坦牛与其它品种牛的杂交也比较普遍。根据以上众多因素推测,我国荷斯坦牛CVM携带者的比例可能是世界上较高的。过去、当前可能存在的潜在CVM公牛通过人工授精与大量存在的CVM携带者母牛交配,可能已经并正在给我国的奶牛业造成巨大的损失(流产、畸形、空怀或延长产犊间隔、因繁殖问题产生的淘汰、产奶量损失等),解决CVM问题已经刻不容缓了。

三、CVM对策
CVM并不可怕,是可以克服的。向全国奶牛饲养者提供CVM 非携带者(CVM FREE)种牛精液是避免损失的唯一途径。CVM遗传缺陷是由单一常染色体基因突变造成的,在实际生产中发生的流产和畸形问题是这样的:一头CVM携带者公牛与一头CVM携带者母牛交配,将产生25%的流产或畸形、50%的携带者和25%正常的非携带者。而一头CVM非携带者公牛与CVM携带者母牛交配,将产生50%正常的非携带者和50%的携带者,而携带者的生产性能与正常的牛相同,不会产生任何损失。作者认为CVM携带者的精液只能在母牛系谱十分准确、完整或经过DNA测定后确认为非携带者的情况下才能使用,而我国绝大部分母牛不具备这样的条件。因此,作者建议:
1. 农业部应尽快召集有关部门、协会、专家、学者、DNA实验室和养牛者的代表就我国CVM状况进行讨论、评估并制定相关的对策。
2. 由农业部主持开展全国CVM的强制性测定。对我国全部荷斯坦种牛(包括后备公牛、已经死亡但存有精液的)采集牛毛或精液样品做DNA测定。对全国母牛群体开展调查、抽样、测定。发布测定结果,并根据结果组织专家对全国的CVM状况做出较准确的评估。
3. 以评估结果为依据,如果我国群体的CVM形势严重,就要制定法令,禁止生产、销售CVM携带者精液,对CVM测定结果为阳性的种牛全部扑杀,精液全部销毁并同时废弃已经死亡的CVM携带者的精液。如果形势不十分严重,建议制定一项逐渐淘汰CVM公牛和禁止CVM携带者精液生产、销售的时间表。
4. 如果我国群体的CVM形势严重,而种牛的CVM携带者也多,建议尽快解除欧洲和北美的冷冻精液进口禁令,允许CVM 非携带者的精液进口,以解燃眉之急。根据国际兽医局Article 2.3.13.8.文件,尽管出口国有疯牛病的情况,各国兽医当局应授权不限制精液等商品的进口和过境(附件2.)。
5. 明令要求全国种牛场的荷斯坦牛系谱在牛号后边标明CVM测定结果。标志应与国际标准一致,标明CV(携带者)或TV(非携带者)。禁止出售无测定标志的种牛精液。
6. 建立全国种牛信息数据库,对全国种牛进行登记管理。所有自己培育的或进口的种牛必须向农业部上报完整的系谱资料,并设专门的机构对这些资料进行分析管理,
7. 开展全国CVM 非携带者的联合育种,通过系谱筛选确定全国非携带者种群,包括公牛和母牛。入围种牛必须系谱完备并经CVM测定。此项工作是一项长期艰巨的工作,出结果需数年时间,但必须尽快开始。
8. 加强种牛、胚胎、精液的进口管理,禁止潜在的CVM携带者、胚胎和精液的进口。建议从国外引进牛的兽医检疫条款对进口种牛增加CVM测定内容。进口的荷斯坦商品牛必须有系谱,不进口没有系谱的牛。
9. 就CVM问题开展国际合作研究。
10. 以此为契机,推动全国奶牛饲养者建立计算机管理的准确、完整的奶牛系谱记录。

由于作者的知识有限,论述中肯定存在着局限性、片面性,数据也可能有错误。希望就CVM问题抛砖引玉,欢迎专家、学者、领导和奶牛饲养者的评论、批评和指正。也欢迎有不同意见的同行发表自己的看法。(征求意见稿)
                                           2004年3月4日初稿
                                           2004年3月8日定稿
作者注解
通过系谱分析还发现,一些进口种牛的系谱有错误,是否是故意掩盖祖先中的CVM携带者有待查明。一般买牛合同中都包括种牛不得携带任何不良基因的条款。建议经DNA测定后,对那些被确定为携带者的种牛向外国出口商提出索赔。
本研究建立在"中国荷斯坦牛血缘关系研究"课题(北京市科委)收集的1996年以前出生的834头公牛和近年来陆续收集的1997年以后出生的248头,共计1082头我国荷斯坦种牛系谱资料的基础上。"中国荷斯坦牛血缘关系研究"开始研究的目的是分析我国荷斯坦种牛的血缘关系、避免近亲交配造成的损失。90年初开始研究时,得到原农业部农垦司畜牧生产处郭式健处长、林典生处长、中国奶牛协会的大力支持。下发了农业部局发文件(1992)农(垦畜)字第98号关于"上报黑白花公牛资料的通知",向全国种牛站收集种牛系谱等资料,拨款购置计算机等。96年在北京奶牛中心主任经宝临、北京市农场局周诗平局长、张邦辉局长、北京市科委马震华处长、马金旺处长的支持下在北京市科委正式立项并开展系统研究。
参与研究的有李明华、刘久红等。研究得到周鼎年、方有生、张沅、秦志锐、许尚忠、熊汉林、许宗良等领导、专家的大力支持和全国种牛站、奶牛场同行们的积极配合。原中国奶牛协会秘书处李坚先生、北京奶牛中心石万海、唐臻钦、王爱玲、杨靖、裴淑敏、陈丽琳、赵俊金、杨光熙、马捷生等在收集资料、数据录入、校对、分析、课题管理方面做了大量的工作。美国友人寒春、已故的阳早先生、美国荷斯坦协会前任国际事务主任MAURICE MIX为课题提供了大量的宝贵资料。北京奥氏集团公司总经理张亮先生,北京奥内特乳品有限公司总经理马洪先生为作者提供了良好的研究条件并对研究给予了巨大支持。作者在行文过程中对CVM的遗传道理咨询了北京奶牛中心张胜利博士。作者对所有支持、关心、参与、帮助本课题研究的领导、专家、同行、朋友们表示衷心的感谢,并以此研究纪念已故的原北京市奶牛研究所姜华所长。

附件:1. 与中国公牛有血缘关系的各国CVM携带者名单(以登记号排序)
国别 登记号 牛名
美国 1441440 PENSTATE IVANHOE STAR
美国 1667366 CARLIN-M IVANHOE BELL
美国 1819119 BOSSIR GLEN-VALLEY STARLITE AL
美国 1875896 LUTZ-BROOKVIEW BELL REX-ET
美国 1878472 ART-ACRES BELL PONTIAC-ET
美国 1912270 EMPRISE BELL ELTON
美国 1964484 SOUTHWIND BELL OF BAR-LEE
美国 2080263 PARADISE-R CLEITUS MATHIE
美国 2120484 FUSTEAD BLACKSTAR BUSTER-ET
荷兰 2247419 528 DELTA CLEITUS JABOT-ET
美国 2249055 WA-DEL CONVINCER-ET
美国 2257212 GARJO ELTON GABE-ET
美国 2265082 HUNSBERGER ELTON COPPER-ET
美国 2266008 RICECREST LANTZ-ET
美国 2274794 CHAPEL-BANK ELTON FARMER
荷兰 2288769 528 HAVEP MARCONI-ET
美国 2289548 RICECREST BRETT-ET
法国 2298597 250 FATAL 2298597
法国 5994022699 JESTHER-ET


国际兽医局文件编码(OIE Terrestrial Animal Health Code:):

Article 2.3.13.8.
Regardless of the BSE status of the exporting country, Veterinary Administrations should authorise without restriction the import or transit through their territory of the following commodities:
 
1)    milk and milk products;
2)    semen and in vivo derived cattle embryos collected and handled in accordance with the recommendations of the International Embryo Transfer Society;
3)    protein-free tallow (maximum level of insoluble impurities of 0.15% in weight) and derivatives made from this tallow;
4)    dicalcium phosphate (with no trace of protein or fat);
5)    hides and skins;
6)    gelatin and collagen prepared exclusively from hides and skins.

 


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