毫无疑问，随着基因组时代的发展，近亲繁殖一直是奶农心结所在。鉴于此，近亲繁殖的前因后果也一直是美国遗传学会议上的热门话题。美国农业部动物基因组改良实验室的John Cole博士深入回顾了过去十年奶牛群体近亲的发展情况，并对未来如何应对近亲繁殖进行了预测。

什么是近亲繁殖？

诚然，近亲繁殖有时比实际情况要复杂得多。近亲繁殖的简单理解就是彼此有血缘关系的家畜互相交配，因此近亲是可以管理的事件，但并不能完全规避。

当基因组选择指数在2008年开始出现时，对母牛进行基因分型变得非常流行。

基因组选择增加了选种的强度，使所有人都有机会尝试从种群中获取最佳DNA并将其整合到一头家畜中。事实上，基因分型发展的非常迅速，2015年7月美国农业部和奶牛育种委员会的合并，诞生了第一个拥有100万个基因型个体的奶牛育种数据库。

创造最佳

获取最佳DNA背后的原理是，取种群中最好的1号染色体，与种群中绝对最好的2号染色体进行匹配，然后对所有其它染色体进行类似配对。

按照这个原则，理论上最终会得到一头估计育种值为7304美元（约4.79万元）的奶牛（图1），而目前可供出售的顶级基因组公牛估计育种值仅为1170美元（约7670元）。

图1. 染色体估计育种值（EBV）

目前还有很长的路要走，但为达到这一目标所施加的选择强度越大，就越会被数字和其他方面的考虑所驱使。

比如导致某些品系内更高强度的选配，进而增加了近亲水平。与此同时，母牛的产犊间隔也逐步缩短。

在做育种决策时，基因组检测帮助我们从最好的家畜个体中找到最好的基因。结果就是，所有人都处在一场永不停止的比赛中，都在努力寻找高指数的公牛。

公牛育种是为了满足市场需求，如果市场的需求是高指数的公牛，那冻精公司就要培育并提供这样的公牛。如果育种者不愿意为培育高指数公牛而增加近亲水平，那么市场上就不会出现大量高近亲水平的公牛。现实是遗传价值高的公牛具有更好的市场，而较低的近亲系数（在大多数情况下）会导致较慢的遗传进展。作为一个奶农，如果您放慢速度，您的竞争对手只会走得更远。

谁会愿意在遗传改良项目中放慢步伐，而仅仅是为了更好地管理近亲？您愿意看到竞争对手比你进步的更快吗？

之前的假设认为近亲是不利的，这是对的吗？在某种意义上，这是对的。从长远来看，高水平的近亲是不可取的。美国农业部的科学家认为，当大幅提高牛群的近亲繁殖水平时，生育能力会降低，寿命会缩短，对疾病的抵抗力也会降低。

为什么会这样？当近亲繁殖水平上升时，在同一位点上配对的两个等位基因更有可能是两个不利基因。例如，荷斯坦单倍型HH1，该位点发生单倍体重合时，受孕胚胎会死亡，并因此影响母牛的繁殖力。即母牛配种受孕，但是胚胎死亡了，母牛又回到了未孕的状态。这可能是解释近亲繁殖带来的不利影响的原因之一。

也有一些数据表明，如果近亲繁殖，但速度较为缓慢，可以清除有害基因座（摆脱不良基因）。如果进行清除，最终可能会得到很长的DNA片段，并且包含所需的纯合等位基因，目前的困难在于很难有效地做到这一点。

基因连锁效应的是发生在同一染色体上的遗传现象。如果已经得到所需的DNA片段，但位置接近一个不理想的片段，就会被不理想的基因座牵连，这也是我们担心的近亲繁殖的原因之一，HH1也可能存在基因连锁效应。美国荷斯坦牛有许多已知的隐性性状，尽管其中一些是有利的。但我们担心的问题是，美国牛群中的携带遗传缺陷牛只数量还在增加吗？

美国农业部的科学家团队对近亲繁殖造成的经济影响进行了研究，由已知的衰退和突变，保守估计每年损失1070万美元（约7022万元）。该研究是基于遗传衰退对繁殖力和围产期死亡率的经济影响。每个品种每头牛的损失分别为5.77美元（约37.87元，爱尔夏牛），3.65美元（约23.96元，瑞士褐牛），94美分（约6.17元，荷斯坦牛）和2.96美元（约19.43元，娟姗牛）。荷斯坦牛的损失不到1美元。这是基于损失发生的时间以及损失的经济影响计算的。由于存在更多的未知基因座，实际损失可能会更高。

近亲繁殖水平达到多少为高？答案是未知的。

所有人都知道它有害。但现在选择指数包括长寿性和健康有关的性状，通过改变选择目标，而不是仅仅关注一个或两个性状，可以帮助牧场主和遗传学家降低近亲繁殖的错误引起的损失。

当观察荷斯坦公牛的预测传递力（PTA）时，遗传学家回归分析表明，女儿怀孕率（DPR）的PTA与近亲水平存在负相关，如果降低近亲繁殖水平，其对女儿怀孕率（DPR）的PTA的负面影响也可以抵消。这意味着不断近亲繁殖确实会对繁殖力产生负面影响。

因为不知道这堵墙在哪里，人们可能感觉一切似乎都很好，在进入了一个无可挽回的地步之后，就从消极但可控的状态转变为非常有害且潜在的难以控制的状态。

如何测量近亲繁殖？

谱系近亲水平计算的基础是基于染色体从父母传给后面几代的事实。奶牛个体的DNA父母各半，依此类推，包含四分之一祖父母血缘，八分之一曾祖父母血缘。

通过基因组检测，计算方法是基于基因型而不是谱系，以确定这些动物具有哪些共同的遗传标记。近亲繁殖的水平随着谱系的血缘关系亲密度而上升。近亲也与世代有关，如果近亲繁殖最近发生，那么可能就没有时间清除任何有害基因座。

近亲是基于个体遗传的DNA的属性。预计未来近亲水平（EFI）是指个体动物与种群中其他动物之间的相关性。例如，荷斯坦公牛O-bee Manfred Justice的EFI为10.4%，因为它有很多儿子，女儿和孙子。公牛与牛群的关系越密切，EFI就越高。基因组未来近亲水平（GFI）也是基于相同的概念。

逐渐升高的近亲水平

奶牛的EFI逐步上升，一些青年公牛的基因组近亲水平已达到非常令人震惊的程度。

值得注意的一头公牛是Round Oak Rag Apple Elevation和他的四代血统，它的近亲水平上升程度比预期的要少。当分析Marathon BW Marshall-ET公牛时，它有很多儿子，并且后代女儿死胎程度很高，它的基因组近亲水平已接近9%，有点高。

再来看一头年轻且净价值指数（NM$）较高的公牛Pine-Tree Acura-ET时，发现它的近亲水平很高，主要是其母系这侧有较多的全同胞，在父系一侧也有全同胞，这是一头具有17%的基因组近亲繁殖和13%的系谱近亲繁殖的公牛。

如何应对？

科学家们正试图了解近亲繁殖中所遗传的性状。在基因组选择早期，许多公司都在努力对更广泛的谱系进行取样分析，但事实上并没有购买那么多的公牛实现这一目标。

美国正在调整PTA以考虑近亲繁殖衰退。对于公牛Acura来说，如果不考虑近亲繁殖衰退，它的NM$将是1282美元（约8412元），即使减去近亲造成的300美元（约1969元）损失，它仍然位居榜首。

在荷斯坦牛群体中，公牛的遗传多样性已经非常有限。有效的群体规模已下降到50%。如果您是一个物种保护方面的遗传学家，您会认为这个群体在遗传上处于危险状态，我们需要尽可能地保护母牛的遗传多样性。

近亲繁殖衰退可能是导致健康性状变差的原因之一，并引发了以下问题：

确实需要注意近亲繁殖，确实需要寻找解决近亲繁殖的方法。

近亲繁殖是一个问题，如果这种情况继续下去，将变成类似于猪和鸡的繁殖。这不一定不好，但人们会希望奶业像鸡或猪产业一样运作吗？

近亲繁殖没有简单的解决办法。这需要每个人的承诺。冻精公司需要识别出系谱未交叉的血统，牧场育种者需要购买这些公牛的精液。人们是否愿意为了更广泛、长远的利益而放弃一些总性能指数（TPI）或NM$？”

这里没有捷径。我们把自己卷入了这件事，而且这件事不会在短期内消失。