专题
首页  >  专题  >  媒体视点  >  名刊精选  >  《科学24小时》

《科学24小时》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

旨在向全国广大群众,特别是具有中等文化程度的广大青年,普及科学技术知识,繁荣科普创作,启迪思想,...

文章数

基因测试,能造就下一代赛马冠军吗?

2016-07-21 15:03:41

众所周知,在赛马运动中,一匹冠军赛马的血缘是极其珍贵的,其配种费用可能高达数百万美元。以往,育种师都是通过行业经验以及赛马成绩来判断马匹的优劣,如今遗传学测试已经悄然进入纯种赛马的世界,这对于赛马行业和遗传基因学来说,都是一个重大突破。

基因测试,能造就下一代赛马冠军吗?

 

 

“速度基因”现身

300 年来,人类培育了一代又一代的纯种马,它们的速度都非常惊人。通过选择育种的方式,赛马育种师已经创造出了许多以速度见长的优秀品种。育种师在选择育种马匹时,十分注重它们的遗传关联,判断标准包括候选马匹的父母和兄弟姐妹的血统、身体特征和比赛成绩等。

有关动物肌肉生长抑制素的研究给了希尔寻找“速度基因”的信心,“我们知道许多物种都会受到肌肉生长抑制素的影响,如羊、猪、鱼和人类等,那么马呢?”

希尔并不打算像传统的育种师那样判断马匹。她对148 匹纯种马的DNA 进行了分析,发现这些马的肌肉生长抑制素基因的变异都非常突出,而且CsGsAs Ts 的基因序列中的绝大多数都是相同的。更奇怪的是,这些马匹都有三种特殊遗传基因之一——CCCT TT。那这是否就是决定马匹速度的基因呢?

希尔发现,拥有CC 基因的赛马擅长短跑比赛(1000-1600 米),2 岁是它们的最佳参赛年龄;拥有CT 基因的赛马最适合中程比赛(1400-2400 米),如“交易皮革”,它们的最佳参赛年龄也是2 岁;而拥有TT 基因的赛马则擅长于超过2000 米的比赛,但它们的最佳参赛年龄是2 年零7 个月。由此可见,不同品种的冠军马匹不仅在身体特征上会有明显的差异,其拥有的“速度基因”也不尽相同。

2010 年,希尔发表了她关于马的遗传类型和所适合的比赛项目相关性的论文,这在赛马界引发了轩然大波,遗传学研究开始深刻影响传统的赛马运动。

 

决定肌肉纤维

不过,希尔的研究还远未结束。虽然她发现了不同冠军马匹拥有的独特基因,但这些被称为“速度基因”的肌肉生长抑制素编码基因,真的能让马匹跑得更快吗?

尽管这种基因决定了动物的肌肉量,但还不是决定速度的唯一因素,体型的比例、骨骼的形状、肌肉的大小都很重要。而一匹赛马能否取得好成绩的决定因素就更多了,包括马的肌肉吸收氧气的效率、骨骼的厚度和形态,以及心脏的大小等。

当然,很大程度上由基因决定的慢肌纤维与快肌纤维之比,还是可以作为预测动物冲刺力和耐力的一个重要指标,而“速度基因”的多少则会导致肌肉纤维类型发生改变。

美国明尼苏达大学狗和马遗传学实验室的詹姆斯·米克尔森介绍道:“猎豹腿部肌肉的快肌纤维相当多,而火鸡腿部的慢肌纤维则分布广泛,这决定了两者的速度。”目前,赛马肌肉纤维类型和其赛跑表现之间的相关性已得到证实。米克尔森发现,适合冲刺赛跑的CC 基因型的马,其快肌纤维比适合长距离赛跑的TT基因型的马多出10%

虽然目前研究人员还不能完全理解“速度基因”的工作机制,但它们显然会对一匹马的运动性能产生巨大影响。事实上,一些遗传学家已经验证,只要轻微改变人类运动员的肌肉生长抑制素基因,就可以提升他们的肌肉力量,提高比赛成绩。

2009 年,希尔加盟了博尔格创立的生物技术公司Equinome,并提供速度基因测试服务。在过去几年里,希尔和她的同事还开发了另外一些测试项目来衡量预测一匹马的潜力,其中包括基因变异、心脏功能和肌肉收缩率等,这些都是赛马取得比赛胜利的关键因素。

 

让科学帮忙

虽然“速度基因”测试已经取得了阶段性成功,不过在赛马界,仍有很多专业人士并不认同“速度基因”测试。他们认为,“看看比赛记录,再看看马匹,同样可以得出判断结果,而且准确率也高达98%”,这就是来自传统赛马育种师的声音。

澳大利亚一家纯种马培育基地的经理人乔恩·福瑞尔说道:“我们可以通过备选马匹祖辈的成绩来鉴别‘短**’或‘长**’,何必要花费1000美元让马匹接受DNA 测试呢?”

对于那些资深育种师而言,他们不需要基因测试的帮助也能发现优秀马种。他们甚至认为,冠军赛马拥有着一些微妙的、难以言说的品质,比如一往无前的勇气和永不言败的韧劲,这些是遗传学永远无法解释的。

希尔坦承,基因测试作为一种工具,永远也不能代替业内人士赖以生存的判断能力和技术。但她也指出,基因检测可为育种者和驯马师提供一些不易察觉的数据,例如TT 基因型马出成绩的高峰期年龄可能比CC基因型马稍晚等,这是驯马师不可能了解的重要信息。虽然“速度基因”测试彻底改变了博尔格筛选优秀赛马的方式,但“速度基因”测试还有很长的路要走。想要知道哪匹马将成为“未来赛马场上的冠军”,既需要经验丰富,也需要目光如炬,但即使是世界上最好的育种者和驯马师,有时也不得不借助外力判断种马,而这个外力,就是科学!

 

 

上一篇:地球之水哪里来
下一篇:人体中的废物
©2011-2017 版权所有:中国数字科技馆
未经书面许可任何人不得复制或镜像
京ICP备11000850号 京公网安备110105007388号
信息网络传播视听节目许可证0111611号
国家科技基础条件平台