牛遗传学可减少畜牧生产对环境的影响
世界寻找解决气候危机的办法和减少环境冲击的方法时,注意力转而集中于畜牧养殖和它可能对环境产生的负面影响。全球农业生产增加,部分原因是使用氮肥料导致高蛋白植物增加,养活更多动物。然而,增加农业生产付出了巨大的自然环境代价,特别是在奶牛养殖方面。在新西兰等温带,这些负面影响特别成问题,在这些温带,畜牧生产增加导致环境普遍退化。
牛对环境产生消极影响的方式之一是低效使用氮(N)。牛食植物、代谢或分解食物高达70%牛食用动物不使用,20-30%归结为硝酸盐地下水,2%转换为一氧化二氮,这是一种强效温室气体,导致全球变暖
浸入地下水的氮最终归结水路,其中过量氮含量可引起富养化,当水体富含矿物质和养分时即发生富养化过程。水中富含养分可能导致藻华(过量藻生长),阻塞光从渗透水中穿透减少光合作用(植物用电转换过程)并可能导致氧耗竭至水体无法再维生随时间推移,可能导致生态系统服务损失和生物多样性下降。
研究还显示氮浸漏可能对人体健康产生有害影响,并可能联系到染色癌风险增加与饮用水硝酸盐含量提高生产成本妨碍这些畜牧生产系统实现若干联合国可持续发展目标的能力,包括6项(水质量)、9项(工业创新)和12项(负责任生产)。
低MUN育值牛排小便尿素N显示他们的遗传学决定氮分解
牛解决非问题
迄今研究侧重于大量旨在减少小便N的缓解技术,有限研究则视牛为解决办法的一部分而非问题卡梅隆马歇尔、Pablo Gregorini教授和新西兰林肯大学同事最近研究后开始理解牛遗传学是否可以用于减少氮排泄
先前的研究显示,奶尿素氮浓度因单牛而异,由母牛判定MUN系统基因学跨体液UreaN值高度关联性,MUN值表示尿素水平血液和其他体液牛群分配MUN育值基于他们的遗传学和奶中尿素量低MUN育值表示牛奶尿素低氮值,表示尿素氮值较低
Marshall和同事调查MUN采样值、饮食和授乳阶段是否影响哺乳牛尿素N集中目的是理解MUN育值和尿素氮富集和完全排泄之间的关系,以及这种潜在关系是否可能受不同饮食的影响
牛装林肯大学PEETER传感器跟踪小便行为研究者测量尿频量 牛尿和排泄物的氮含量牛奶产量和组成记录
遗传学确定氮分解
Cameron Marshall和Pablo Gregorini教授(新西兰林肯大学)在论文中显示,低MUN育值牛排减尿素N显示,他们的遗传学决定氮分解阴性尿素N排泄法每天165.3克差值 动物中MUN生成值最高最小信息推断包括牧牛群时,这些结果显示,只保留牛最小MUN播种值可能意味着每0.57米尿素加载量减少28%2.重要的是,低高MUN牛之间的这些差异存在而不管季节和饮食,这意味着农民不需要改变生产系统
这项研究利用牛群内MUN育值自然变异,可实施低MUN育牛方案减少富营养化的一个主要目标是减少被地下水吸收的硝酸盐数农民若能通过养牛降低MUN播种值减少N排入环境,可减少环境影响并解决国家和国际层面关键立法问题
低MUN牛比较有利可图
小便尿素N集中度较低外,MUN低值牛与MUN高值牛有相同的奶产量,但与MUN高值牛相比,所产牛奶的奶蛋白含量更高高蛋白百分数表示牛生产增量牛奶固态(脂肪和蛋白质),为支付牛奶固态的乳品系统提供经济利益,例如在新西兰发现的那些系统
下MUN牛是可行的动物解决方案 减少N损失 从草原生产系统
不仅这些牛有可能增加收入,而且减少这些放牧生产系统渗入环境的氮将帮助农民实现立法协议并减少他们接受巨额罚款的可能性
双赢环境
这项研究的结果首先确认使用牛基因生产MUN基因低传值动物有助于减少奶牛养殖对环境的影响并使奶牛工业实现国家和国际环境目标
工业通过使用低MUN牛可直接减少浸入环境的氮量,减少排入草场的尿素量这不仅会减少排入牧场的氮量,而且还会提高牧场吸收氮的能力,因为随着土地变少饱和度,草场中的植物和土壤可保留更多氮量。尿液量下降还减少尿液一氧化二氮排放,减少有害温室气体生产
整体研究结果显示,低MUN牛是减少N损失的可行动物解决办法,从草原生产系统到环境播种低MUN育值可大大减少牛被认为对环境的负面影响,允许农民保护生计,同时确保畜牧生产实现联合国几项可持续发展目标
个人响应
下一步将采取什么步骤确认低MUN牛解决减轻放牧生产系统的负面影响?
下一步深入调查机制 导致这些动物 减少牛奶尿素氮等知道是什么使牛表现不同后,我们便能想出如何在放牧环境最优利用牛,帮助进一步减少这些系统对环境的影响。