乳牛的近親配種

◆ 畜試所新竹分所    張菊犁

　　世界各國乳牛族群藉由選拔優良種公牛，以人工授精廣泛配種母牛群，使得牛群性能遺傳大幅改進，每一頭優良的種公牛常有數百數千頭女兒牛，因而也造成了少數特優種公牛在乳牛族群中形成大家族，並造成近親配種係數增加之問題，目前在美國荷蘭乳牛族群的近親係數是5%，是1990年的兩倍。而加拿大荷蘭乳牛群近親係數是4.91%，並從1990年起至2000年，每年以0.25%的速率增加。而歐洲的英國荷蘭乳牛群近親係數自1997年起每年以0.43%的速率增加。

近親交配的定義

　　兩個有親屬關係的乳牛個體交配稱為「近親配種」。所產生之新生乳仔牛，其遺傳組成是由公牛精液內眾多的精蟲中，逢機一精蟲與母牛卵細胞組合而成。如圖1所示：　　　　　

圖 1

　　上圖新生仔牛X是近親交配產生的個體，因為其雙親（父畜S與母畜D）是半同胞兄妹（同父異母），是有血緣關係的，他們有一個共同祖先-種公牛A。

近親交配的影響

　　近親係數近年來增加快速原因有三：1)利用BLUP方法估算乳牛育種價時，有「同時選拔有親屬關係之優質牛隻」的趨勢。2)使用少數優良種公牛來人工授精及少數種母牛來超級排卵。3) 僅選拔少數彼此有正相關的性狀如乳產量及體型。

　　近親交配的後裔增加了同型基因的程度，許多不良隱性同質基因（bb）或優良顯性同質基因（BB）也出現，所以近親交配常用來清除乳牛不良隱性基因。若隨同嚴格的選拔，亦可很快的固定好的基因，而育成一系或維持一優良親代特性，以增加 PTA 或ETA 能力與一致性。但缺點則會使不良的隱性同質基因出現，早期產生子代之活力不佳、受精率降低、體型變小、產值降低等現象稱為「近親衰退」。下表為近親係數每增加1%時，各產量性狀之近親衰退損失，如近親系數每增加 1%，第一胎乳產量約減少82.7磅。

乳牛族群近親係數的趨勢

　　圖1中之兩個體交配即產生近親係數為6.25%的個體，亦即造成嚴重的近親衰退，此乃因系譜管理不當引起的，此外若干育種措施也能致整個乳牛族群近親係數的升高，如選拔強度高，利用人工生殖科技（人工授精、超數排卵及胚移置、體外受精生產胚、複製），利用遺傳標記及動物模式評估育種價（能同時選拔至親機率很高）。此外全球種公牛排行及少數頂優公牛廣泛應用配種頂優母牛。

　　美國AIPL-USDA及加拿大的CDN（Canadian Dairy Network）近年來根據各乳牛品種登錄計畫之系譜資料庫，以年度出生的乳牛為基準，計算各年度各乳牛品種的近親係數的水準。圖2及圖3為美加兩國荷蘭乳牛群近親係數趨勢。兩個圖很明顯地把乳牛近親係數增加區分為1990年代以前與1990年代以後等兩個時期，自1960年開始至1989年止每年近親係數以0.02~0.09%的速率增加，1990至1999年出生的牛隻近親係數則顯示明顯大幅增加由0.14~0.29%。

　　　　　　　　　　　　                  圖 2：美國荷蘭乳牛群近親係數趨勢

圖3：加拿大荷蘭乳牛群近親係數趨勢

　　美國1997年公佈604頭普遍採用之AI種公牛，其中有123頭種公牛是黑星(Black Star)公牛的兒子，61頭種公牛是馬克(Mark)的兒子。台灣在1997年以前，進口相當多量黑星及馬克之冷凍精液，也就是說有相當多黑星及馬克的女兒牛在台灣。若不小心，用進口黑星兒子之冷凍精液配種在台灣黑星的女兒牛即為近親配種，而計算其近親係數則為12.5%。近親係數若為12.5%，乳量無形中下降了375公斤，實在不划算。自民國 64 年至民國 84 年間，台灣共進口了 1,074,697 劑冷凍精液，其中有 899,822 劑可自美國荷蘭牛協會系譜資料查出父、母畜資料。血統資料分析結果，牠們來自750 頭公牛，而這750頭公牛的父親畜則只為142 頭。很明顯看出，若系譜記錄不完整，近親配種的機率會很高。

防止近親係數增加措施

　　種公牛公司之選拔種公牛育種計畫已把防止近親係數增加有關之選拔策略設計考慮納入，遺傳評估及配種計畫。選拔策略中，將增加種公牛核定之頭數，除了標識出所培育之種公牛高產量及優良體型育種價資訊外，該性能已證明之種公牛與那些其他種公牛間有共同的祖先亦將標識出。

　　在酪農母牛群配種管理方面，酪農必須1).做好每一頭牛隻配種紀錄，每一頭牛要有正確明顯的識別及完整的系譜。如此，酪農對其母牛群會儘量避免一頭種公牛配種到其女兒牛，但一頭種公牛的女兒牛被該種公牛的半同胞或全同胞兄弟或兒子之種公牛配種，則是不易控制注意到的失誤。應隨時留意母牛群配種時，避免產出近親係數為6.25%以上之後裔。2).儘量購買多頭彼此間沒有血緣關係的種公牛。