基因選擇如何影響可持續發展目標?

     美國奶牛養殖行業目前已經通力合作，并作出承若，“要在2050實現碳中和，優化水資源利用，改善水質——以支持全球可持續發展和回報客戶期望?！被蜻x擇是使美國牧場和乳制品加工商共同實現這一崇高目標非常重要的一部分。

基因是如何準確地影響現在和未來的可持續發展?

     基因選擇是減少奶牛養殖行業碳排放的重要工具。這種影響包括幾十年來美國奶牛生產力的提高，以及更先進的基因選擇能力，使奶牛在生產等量牛奶的同時更有效地使用飼料。這就引出了一個問題：可持續性的其他方面——比如動物福利和甲烷排放——是否可以通過遺傳學來解決?

遺傳收益，提高乳業效率

     眾所周知，今天美國奶牛的產奶量是1945年的四倍，是1970年的兩倍，這都是因為牧場管理和遺傳技術的進步。從1945年2780萬頭奶牛的峰值，到2021年，美國奶牛數量減少到940萬頭。奶牛數量大幅減少，牛奶產量大幅增加，大大減少了投入物、土地、水和其他自然資源的使用。

生產力的提高中有多大比例可以歸因于基因改良?

     有幾種方法可以分析和回答這個問題，其中有一個相對簡單的回答：一半以上的收益來自基因。

     具體一點，我們從脂肪和蛋白質的產量得出這一結論。表1顯示了1970年以來奶牛在奶牛群信息協會(DHIA)上增加的總脂肪和蛋白質，以及由于遺傳而增加的數量和百分比。自1970年以來，美國奶牛群的脂肪和蛋白質產量增加中，基因改良占62%。

表1:每十年美國荷斯坦牛的總脂肪和蛋白質的遺傳增加

     另一種分析方法是通過觀察產奶量的情況。下圖顯示了DHI牛群中每頭美國荷斯坦奶牛的年平均產奶量。數據顯示，在過去60年里，牛奶的消費量從1.3萬磅增加到2.8萬磅。橘黃色區域表示由于改進管理而獲得的收益，而藍色區域表示通過遺傳潛力獲得的收益。

     當然，管理和遺傳學是攜手并進的。隨著我們在基因選擇技術方面的進步，加上奶牛營養和管理方面的補充和改進，使我們能夠把奶牛更多的基因潛力給發揮出來。

除了生產力之外     

     在早期，基因選擇的重點是提高牛奶、脂肪和蛋白質的產量。自1994年以來，美國已經開發了遺傳選擇長壽、體細胞評分、繁殖力、抗病性和飼料效率的特性

     我們為改善動物健康、生育和壽命而培育的能力直接支持了公眾和乳制品消費者對持續改善動物福利的想法——這是可持續性的另一個組成部分。

     CDCB和合作的研究人員繼續為生產者開發新的遺傳工具。在8月的三年一次的評估中，CDCB健康性狀擴展到棕色瑞士品種。荷斯坦牛(自2018年起)、娟姍牛(自2020年起)和棕色瑞士動物可進行對六種常見疾病——真胃移位、低鈣血癥、酮癥、乳腺炎、子宮炎和胎衣不下——的耐藥性評估。我們目前正在評估對約翰氏病的遺傳抗性能否作為一種新特征。

     跛行是動物健康的另一個重要話題，據估計，大約一半的美國奶牛在生產生活中會受到跛行的影響。CDCB、明尼蘇達大學和幾個合作者正在努力創建一個蹄部健康數據收集通道，以便更好地了解奶牛肢蹄的基因改進。這些都是CDCB開發跛行遺傳選擇工具和改進跛行管理工具的重要步驟。

     到2020年，通過對節省飼料和剩余采食量特性的改進，對飼料轉化率能力進行遺傳選擇將成為現實。對于尋求成本控制的奶牛場和期待可持續生產的牛奶和乳制品的乳制品消費者來說，飼料效率特性是一種“雙贏”。通過改進動物的遺傳能力，用更少的飼料生產等量的牛奶，生產飼料所需的自然資源就更少，乳制品的溫室氣體產生也就減少了。