澳大利亚安格斯牛免疫能力与体重、脂肪和肌肉性状微遗传环境敏感性的遗传关系研究

本研究针对如何降低牲畜疾病发生率和抗生素使用依赖性问题，澳大利亚研究团队通过多变量模型分析了安格斯牛抗体介导免疫反应（AMIR）和细胞介导免疫反应（CMIR）与体重、脂肪和肌肉性状微遗传环境敏感性（micro-GES）的遗传参数。发现免疫能力与断奶体重存在显著负遗传相关性（-0.35），表明资源分配存在权衡关系；同时首次证实微环境敏感性具有遗传性（h2=0.01-0.04），为同时提升牲畜健康水平和生产性状稳定性提供了遗传学依据。

　　

在畜牧业生产中，疾病暴发始终是影响牲畜健康、福利和生产性能的重大挑战。传统防治手段高度依赖抗生素，但日益严重的抗菌素耐药性问题引发了消费者对畜禽产品安全性的担忧。如何通过遗传改良手段提升牲畜自身免疫能力（Immune Competence, IC），减少对抗生素的依赖，已成为畜牧业可持续发展的重要课题。澳大利亚安格斯牛作为重要肉牛品种，其免疫能力表现为抗体介导免疫反应（Antibody-Mediated Immune Response, AMIR）和细胞介导免疫反应（Cell-Mediated Immune Response, CMIR）的综合能力。先前研究表明，免疫能力与生长性状间可能存在遗传拮抗——因为免疫应答需要消耗大量资源，在资源有限情况下，可能会影响生长、脂肪沉积等经济性状的表现。

更深入的问题在于：免疫能力是否不仅影响性状的平均表现，还会影响其稳定性？这就是所谓的微遗传环境敏感性（micro-genetic environmental sensitivity, micro-GES）概念，即个体对不同微观环境变化的反应程度是否存在遗传差异。如果免疫能力强的个体能更稳定地保持生产性能，那么同时选育高免疫力和高均匀度的牲畜将成为可能。然而，在此之前，免疫能力与micro-GES之间的遗传关系尚未得到充分研究。

为此，Mette D. Madsen等人在《Genetics Selection Evolution》发表了题为“The genetic relationship between immune competence traits and micro-genetic environmental sensitivity of weight, fat, and muscle traits in Australian Angus cattle”的研究论文，系统分析了AMIR、CMIR与断奶体重（weaning weight, WW）、肋部脂肪深度（RIB）、臀部脂肪深度（RUMP）和眼肌面积（eye muscle area, EMA）的micro-GES之间的遗传参数，为同时优化免疫力和生产稳定性提供了重要理论依据。

本研究主要采用了多变量统计遗传学方法，包括双层次广义线性模型（Double Hierarchical Generalized Linear Model, DHGLM）和系模型（sire model），分析来自澳大利亚安格斯牛育种协会的免疫表型与生产性状数据。数据包括AMIR（经平方根转换的光密度值）和CMIR（对数转换的皮肤厚度比），以及WW、RIB、RUMP和EMA的超声波记录。使用DMU软件进行方差组分和遗传相关估计，并通过杠杆值校正和残差加权迭代算法提高估计准确性。

遗传参数估计结果表明：

• •
  AMIR和CMIR具有中等遗传力，分别为0.35和0.36，说明通过选育改良免疫能力是可行的。
• •
  生产性状的遗传力较高，WW为0.70，RIB、RUMP和EMA在0.25–0.32之间，表明这些性状对遗传选育反应良好。
• •
  所有生产性状的micro-GES均检测到显著遗传方差，其遗传力估计值在0.01–0.04之间（测量尺度），遗传变异系数（GCV）在18%–82%之间，表明个体间对环境波动的敏感性具有遗传基础，尤其是脂肪性状的micro-GES高于体重和肌肉性状。

免疫能力与生产性状的遗传相关：

• •
  AMIR、CMIR与WW均呈中等负相关（-0.35和-0.26），支持了“资源分配权衡”假说，即免疫应答强的个体可能减少用于生长的资源。
• •
  免疫能力与脂肪性状（RIB和RUMP）呈弱正相关，与EMA的相关性则较弱且方向不一致，说明免疫与肌肉生长的关系较复杂。

免疫能力与micro-GES的遗传相关：

• •
  虽然相关估计值普遍较低（-0.23–0.19）且标准误较大，但仍呈现出一定趋势：AMIR和CMIR与WW和EMA的micro-GES为负相关，而与脂肪性状micro-GES为正相关。这意味着高免疫能力基因型可能伴随更稳定的体重和眼肌面积，但脂肪性状的均匀度可能略有下降。

讨论与意义：

本研究首次在澳大利亚安格斯牛中系统评估了免疫能力与多个重要经济性状的micro-GES之间的遗传关系。结果表明，免疫能力与生长性状存在遗传拮抗，因此在选育高生长性能的同时需注意免疫力的维持，以避免群体健康水平下降。另一方面，micro-GES的遗传性意味着选育更均匀、更稳健的牲畜是可行的，尤其是对于RIB和RUMP等脂肪性状，其较高的GCV表明选育潜力较大。

然而，由于免疫性状的数据量仍有限，免疫与micro-GES的相关性估计误差较大，未来需扩大样本以确认这些初步结果。此外，本研究发现micro-GES与免疫能力可能是两种不同形式的“敏感性”，提示在育种中应同时考虑健康与均匀度目标，而非简单取舍。

这项研究为构建多性状选育指数提供了新参数，既包括传统性状均值，也涵盖其均匀性。通过平衡免疫能力、生产性能和性状稳定性，有望培育出更健康、生产更均匀的安格斯牛群体，减少抗生素使用，提升动物福利和养殖经济效益。