专题文章
研究为改善动物健康和生产力铺路
研究人员是如何利用特殊染色体的遗传特性来发明工具，再利用这些工具指导动物育种、筛选和作出管理决定的，Laura McGinnis 与其美国农业部农业研究服务处（ARS）的同事对此进行介绍。
在整个美国，正在进行的ARS研究项目正在改变业内人员育种、饲养和生产国家最有价值的农业动物。
健康仔鸡
位于密歇根州东兰辛ARS 禽病和肿瘤实验室遗传学家Hans H. Cheng, 与密歇根州大学生物学家Jerry Dodgson 教授合作建立了仔鸡的基因图谱。现在Cheng博士和他的同事正在使用图谱鉴别马立克氏的抗性基因。这些基因可以用来培育马立克氏高抗性的仔鸡。同时，科学家已经对致病的病毒作了分子克隆—关键的第一步是通过生物学研制更有效的疫苗。
自仔鸡基因组开始排序以来，许多仔鸡基因序列都已经被存入国家生物信息中心的情报局。该知识库是研究人员首批查看的地方之一，了解一下他们感兴趣的基因序列是否已经被发现且存入数据库。
Beltsville动物生物科学和生物技术实验室动物科学家Mark Richards 正在研究基因组参与的基础生理功能，如家禽的饲料采食调节和养分利用。
目前关心的是编码胰腺激素胰高血糖素的基因。胰高血糖素平衡胰岛素，调节所有脊椎动物的血糖水平。它工作以提高由于营养不足或者应激而导致的血糖不足。
该胰高血糖素的基因代码，不仅用于胰高血糖素，而且也为其他代谢激素所用，包括胰高血糖素样肽1和2（GLP-1和GLP-2）。每个具有独特的生理功能，这些功能有别于胰高血糖素。胰高血糖素、GLP-1和GLP-2一起位于一前体蛋白上，就是所谓的“ 胰高血糖素前体“。
“胰高血糖素基因是一个很有趣的研究基因，因为它在鸡上的功能不同于其他脊椎动物品种，Richards博士说。举例来说，胰高血糖素基因在哺乳动物的胰腺上是很活跃的，但在鸡上，它在胃上有很高的表达水平。另一个差异是胰高血糖素基因生成的前体蛋白量。 在鸡和哺乳类动物上，基因编码了一个前体蛋白，该前体蛋白包含胰高血糖素、GLP-1和GLP-2。Richards研究小组发现，在鸡上，该基因还编码了一个蛋白，该蛋白仅包含胰高血糖素和GLP-1。
“这种差异可能与鸡只高水平的血糖循环有关，研究发现鸡的血糖循环是人类的两倍多。” Richards 说。“这种差异可能会有助于解释为什么鸡比哺乳动物更抗胰岛素。“
ARS研究也弄清楚了家禽病原，如寄生虫艾美耳球虫。艾美耳球虫会引起球虫病，该病每年耗费美国家禽生产者7亿多美元。ARS免疫学家Hyun Lillehoj 使用基因组学解码家禽和几个家禽常见感染的艾美耳球虫系之间的分子间相互作用关系。
通过与Beltsville动物寄生虫病实验室的同事的共同努力，Lillehoj已识别出对艾美耳球虫作出应答的家禽免疫细胞的关键基因。有些基因编码了重要的细胞因子和趋化因子，白血细胞在注射后启动免疫反应产生这些分子。在家禽第一次感染艾美耳球虫后，这些基因表现了很高的应答。但是在后来的感染中，这些相同的基因有一个较高的调节反应。有时他们的活动水平保持在同样水平，甚至低于没有感染的鸡只水平。
“ 了解这些不同的肠道免疫细胞和分子信号在面对艾美耳球虫时的作用是创造新的、有效的疫苗的关键一步。“ Lillehoj博士说。“这些研究结果在帮助我们找到不使用抗生素来控制球虫病的办法上还有很长一段路。”
ARS 研究人员已经为国际科学界理解牲畜基因作出了很大的贡献。他们不断输入新的知识到这个日益扩大的知识团体中将会使全世界的农业受益匪浅。
— Laura McGinnis, Sharon Durham, Ann Perry, Jan Suszkiw 和 Don Comis，农业研究服务信息部的员工。
本文题为基因组学研究胃改善动物健康和生产力铺平道路发表在ARS农业研究2008年8月刊上。
