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                    《科學24小時》

                    開博時間:2016-07-01 14:43:00

                    旨在向全國廣大群眾,特別是具有中等文化程度的廣大青年,普及科學技術知識,繁榮科普創作,啟迪思想,開拓視野。

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                    基因測試,能造就下一代賽馬冠軍嗎?

                    2016-07-21 15:03:41

                    眾所周知,在賽馬運動中,一匹冠軍賽馬的血緣是極其珍貴的,其配種費用可能高達數百萬美元。以往,育種師都是通過行業經驗以及賽馬成績來判斷馬匹的優劣,如今遺傳學測試已經悄然進入純種賽馬的世界,這對于賽馬行業和遺傳基因學來說,都是一個重大突破。

                    基因測試,能造就下一代賽馬冠軍嗎?

                     

                     

                    “速度基因”現身

                    300 年來,人類培育了一代又一代的純種馬,它們的速度都非常驚人。通過選擇育種的方式,賽馬育種師已經創造出了許多以速度見長的優秀品種。育種師在選擇育種馬匹時,十分注重它們的遺傳關聯,判斷標準包括候選馬匹的父母和兄弟姐妹的血統、身體特征和比賽成績等。

                    有關動物肌肉生長抑制素的研究給了希爾尋找“速度基因”的信心,“我們知道許多物種都會受到肌肉生長抑制素的影響,如羊、豬、魚和人類等,那么馬呢?”

                    希爾并不打算像傳統的育種師那樣判斷馬匹。她對148 匹純種馬的DNA 進行了分析,發現這些馬的肌肉生長抑制素基因的變異都非常突出,而且Cs、Gs、As Ts 的基因序列中的絕大多數都是相同的。更奇怪的是,這些馬匹都有三種特殊遺傳基因之一——CC、CT TT。那這是否就是決定馬匹速度的基因呢?

                    希爾發現,擁有CC 基因的賽馬擅長短跑比賽(1000-1600 米),2 歲是它們的最佳參賽年齡;擁有CT 基因的賽馬最適合中程比賽(1400-2400 米),如“交易皮革”,它們的最佳參賽年齡也是2 歲;而擁有TT 基因的賽馬則擅長于超過2000 米的比賽,但它們的最佳參賽年齡是2 年零7 個月。由此可見,不同品種的冠軍馬匹不僅在身體特征上會有明顯的差異,其擁有的“速度基因”也不盡相同。

                    2010 年,希爾發表了她關于馬的遺傳類型和所適合的比賽項目相關性的論文,這在賽馬界引發了軒然大波,遺傳學研究開始深刻影響傳統的賽馬運動。

                     

                    決定肌肉纖維

                    不過,希爾的研究還遠未結束。雖然她發現了不同冠軍馬匹擁有的獨特基因,但這些被稱為“速度基因”的肌肉生長抑制素編碼基因,真的能讓馬匹跑得更快嗎?

                    盡管這種基因決定了動物的肌肉量,但還不是決定速度的唯一因素,體型的比例、骨骼的形狀、肌肉的大小都很重要。而一匹賽馬能否取得好成績的決定因素就更多了,包括馬的肌肉吸收氧氣的效率、骨骼的厚度和形態,以及心臟的大小等。

                    當然,很大程度上由基因決定的慢肌纖維與快肌纖維之比,還是可以作為預測動物沖刺力和耐力的一個重要指標,而“速度基因”的多少則會導致肌肉纖維類型發生改變。

                    美國明尼蘇達大學狗和馬遺傳學實驗室的詹姆斯·米克爾森介紹道:“獵豹腿部肌肉的快肌纖維相當多,而火雞腿部的慢肌纖維則分布廣泛,這決定了兩者的速度?!蹦壳?,賽馬肌肉纖維類型和其賽跑表現之間的相關性已得到證實。米克爾森發現,適合沖刺賽跑的CC 基因型的馬,其快肌纖維比適合長距離賽跑的TT基因型的馬多出10%。

                    雖然目前研究人員還不能完全理解“速度基因”的工作機制,但它們顯然會對一匹馬的運動性能產生巨大影響。事實上,一些遺傳學家已經驗證,只要輕微改變人類運動員的肌肉生長抑制素基因,就可以提升他們的肌肉力量,提高比賽成績。

                    2009 年,希爾加盟了博爾格創立的生物技術公司Equinome,并提供速度基因測試服務。在過去幾年里,希爾和她的同事還開發了另外一些測試項目來衡量預測一匹馬的潛力,其中包括基因變異、心臟功能和肌肉收縮率等,這些都是賽馬取得比賽勝利的關鍵因素。

                     

                    讓科學幫忙

                    雖然“速度基因”測試已經取得了階段性成功,不過在賽馬界,仍有很多專業人士并不認同“速度基因”測試。他們認為,“看看比賽記錄,再看看馬匹,同樣可以得出判斷結果,而且準確率也高達98%”,這就是來自傳統賽馬育種師的聲音。

                    澳大利亞一家純種馬培育基地的經理人喬恩·福瑞爾說道:“我們可以通過備選馬匹祖輩的成績來鑒別‘短**’或‘長**’,何必要花費1000美元讓馬匹接受DNA 測試呢?”

                    對于那些資深育種師而言,他們不需要基因測試的幫助也能發現優秀馬種。他們甚至認為,冠軍賽馬擁有著一些微妙的、難以言說的品質,比如一往無前的勇氣和永不言敗的韌勁,這些是遺傳學永遠無法解釋的。

                    希爾坦承,基因測試作為一種工具,永遠也不能代替業內人士賴以生存的判斷能力和技術。但她也指出,基因檢測可為育種者和馴馬師提供一些不易察覺的數據,例如TT 基因型馬出成績的高峰期年齡可能比CC基因型馬稍晚等,這是馴馬師不可能了解的重要信息。雖然“速度基因”測試徹底改變了博爾格篩選優秀賽馬的方式,但“速度基因”測試還有很長的路要走。想要知道哪匹馬將成為“未來賽馬場上的冠軍”,既需要經驗豐富,也需要目光如炬,但即使是世界上最好的育種者和馴馬師,有時也不得不借助外力判斷種馬,而這個外力,就是科學!

                     

                     

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