Aperçus génétiques sur l'hybridation des beefalos
Une étude révèle l'ascendance limitée des bisons dans les Beefalo.
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Table des matières
Le Flux génétique, ou le mouvement des gènes entre les populations, est quelque chose qui arrive souvent chez différentes espèces de bovins et de bisons. Ça inclut les bovins domestiques, les bisons américains, les yaks et les gaur. Beaucoup de ce mélange vient des activités humaines, surtout l'agriculture et l'élevage. Par exemple, pendant l'âge du bronze, il y a eu un mélange de bovins taurins (européens) et indicins (zébus) au Proche-Orient, qui s'est ensuite propagé en Afrique et en Amérique du Nord. En plus, différentes races de bovins et de bisons se sont mélangées à cause de l'intervention humaine, ce qui a donné des variations génétiques utiles pour gérer ces animaux ou s'adapter à leur environnement.
Même si le mélange entre ces lignées est courant, ça peut souvent poser des problèmes de reproduction. Cela vient probablement des différences significatives qui se sont développées pendant des millions d'années. Par exemple, la plupart des hybrides entre différentes espèces de bisons et de bovins ne donnent pas naissance à des mâles fertiles. Cependant, même si les hybrides taurins et indicins peuvent se reproduire avec succès, certains hybrides de bovins africains montrent des niveaux d'ascendance variés, laissant penser à des complications dues à des incompatibilités génétiques.
La race Beefalo est souvent citée comme un exemple d'hybride réussi entre bisons et bovins. Cette race a été créée dans les années 1970 après plusieurs tentatives de mélanger bisons et bovins à des fins commerciales. Les éleveurs du début du 20e siècle ont rencontré beaucoup de défis pour produire des hybrides viables, ce qui rend l'établissement de Beefalo remarquable. Cependant, les origines de Beefalo ne sont pas totalement claires, et les premiers enregistrements de la race ne fournissent pas tous les détails sur son ascendance.
Établissement de Beefalo
L'American Beefalo Association définit le Beefalo comme un hybride stable principalement composé de bovins et d'une petite portion de bisons. La race a été développée grâce à des méthodes de reproduction soigneuses en Californie. Malgré l'absence d'un pedigree clair de ses fondateurs, des études ultérieures ont éclairé comment cette race a vu le jour.
Des recherches montrent que la plupart des Beefalo possèdent un type spécifique de chromosome Y présent chez les bovins, ce qui suggère que le croisement original impliquait probablement une vache BISON et un taureau taurins. Certaines découvertes ont également révélé que les premiers Beefalo manquaient de marqueurs généralement associés aux bisons. Cela suggère que, même si les bisons ont fait partie du processus de mélange, leur contribution pourrait ne pas être aussi significative que prévu.
Dans cette étude, une analyse complète a été réalisée sur la composition génétique des Beefalo. En examinant l'ensemble du génome de 47 Beefalo et en le comparant à celui des bisons et d'autres races de bovins, les chercheurs ont cherché à clarifier l'ascendance de cet hybride unique. Cette analyse incluait des animaux fondateurs des débuts de la race, aidant à donner une image plus claire de l'ascendance des Beefalo.
Analyse des génomes de Beefalo
Les génomes des hybrides Beefalo et bisons ont été examinés pour comparer leur ascendance. La plupart des Beefalo ont été trouvés étroitement liés aux bovins taurins, indiquant peu ou pas d'ascendance bison. L'analyse des principaux composants a montré que la majorité des Beefalo ne contiennent pas de gènes bison significatifs, avec quelques exceptions montrant de légers déplacements vers des caractéristiques génétiques bison.
La plupart des hybrides de bisons ont affiché une ascendance bison claire, confirmant leurs antécédents génétiques prévus. Fait intéressant, certains Beefalo ont montré de petites quantités d'ascendance bison, mais c'était bien inférieur à la norme de la race de 37,5 %. Cela suggère que, même si le croisement est possible, le niveau réel d'ascendance bison chez les Beefalo est minime.
Les analyses ont révélé que la plupart des Beefalo ne sont pas une population hybride stable, car seuls quelques individus ont montré une ascendance bison significative. Au lieu de cela, il semble probable que ces animaux aient été régulièrement croisés avec des bovins, aboutissant à une composition génétique plus bovine que bison.
Méthodes pour l'analyse génétique
L'étude a impliqué une vaste collecte de données génomiques à partir d'échantillons de Beefalo et de bisons. Des échantillons de sperme du USDA ont été utilisés, dont beaucoup ont été collectés durant l'ère fondatrice de la race. L'ADN a été extrait et séquencé, permettant une analyse complète de l'ascendance génétique.
Les chercheurs ont également utilisé diverses méthodes pour visualiser et modéliser l'ascendance, y compris l'analyse des principaux composants et une technique appelée ADMIXTURE. En examinant les marqueurs génétiques, il a été possible d'estimer les proportions d'ascendance bison et bovin dans chaque génome de Beefalo.
Dans l'ensemble, l'étude a trouvé qu'un petit nombre de Beefalo contenait une ascendance bison détectable, ce qui était bien inférieur à ce qui avait été rapporté auparavant. La plupart des individus affichaient une forte présence d'ascendance indicine, indiquant que le croisement avec des bovins zébus pourrait avoir joué un rôle significatif dans la formation du phénotype des Beefalo.
Le rôle de l'ascendance bison
La plupart des Beefalo ont été trouvés portant des chromosomes Y taurins, suggérant que l'introduction principale de l'ascendance bison est probablement venue du croisement avec des taureaux bisons plutôt qu'avec des vaches. En revanche, les individus avec une ascendance bison avaient tendance à en montrer moins sur leurs chromosomes X par rapport à leurs autosomes. Ce schéma contredit l'idée que l'ascendance bison a été principalement introduite de manière maternelle.
Les résultats de cette étude indiquent qu'il existe des barrières significatives à l'Hybridation entre bisons et bovins, ce qui a empêché la formation d'une population hybride stable. Bien qu'il existe quelques preuves de flux génétique, la quantité réelle d'ascendance bison chez les Beefalo est assez limitée.
Implications pour l'élevage animal
Les résultats de cette étude soulèvent des questions sur le degré de flux génétique entre différentes espèces de bovins et de bisons. Bien que les éleveurs aient historiquement tenté de créer des hybrides viables, les défis liés aux barrières reproductives sont évidents. Des rapports ont indiqué que les hybrides souffrent souvent de problèmes de fertilité, en particulier chez les mâles.
Les découvertes mettent également en lumière l'importance de l'analyse génétique pour comprendre l'ascendance des animaux hybrides comme les Beefalo. Les tentatives précédentes pour évaluer l'ascendance des Beefalo en utilisant des méthodes moins précises ont conduit à des estimations gonflées de l'ascendance bison. Cependant, des investigations génomiques complètes peuvent fournir une vue plus claire de la véritable composition génétique de ces animaux.
Cette recherche révèle que, bien que l'hybridation entre bisons et bovins soit possible, d'importantes barrières reproductives empêchent l'établissement de populations hybrides stables. La faible ascendance bison trouvée chez les Beefalo suggère que les efforts de reproduction antérieurs ont peut-être incorporé plus d'ascendance bovine que ce qui était initialement reconnu.
Conclusion
Cette étude présente la première analyse génétique approfondie des Beefalo, révélant que la race contient beaucoup moins d'ascendance bison que ce qui avait été précédemment affirmé. La plupart des Beefalo sont étroitement alignés avec les bovins taurins, et les preuves indiquent que la reproduction réussie avec des bisons n'a pas conduit à une population hybride stable.
Comprendre l'histoire génétique des Beefalo a des implications pour l'élevage animal, les efforts de conservation et notre compréhension de l'hybridation entre espèces. Alors que les chercheurs continuent d'explorer les complexités du flux génétique entre les bovins et les bisons, cette étude sert de point de référence précieux pour de futures investigations. Les résultats soulignent la nécessité d'approches prudentes dans les pratiques d'élevage et une plus grande appréciation des barrières génétiques qui existent entre les espèces.
Titre: Most Beefalo cattle have no detectable bison genetic ancestry
Résumé: Hybridization is common among lineages in the genus Bos, often mediated through human management for the selection of adaptive or desirable traits. A recent example is the American Beefalo cattle breed, which was developed in the 1970s and defined as a hybrid between American bison (Bison bison) and cattle (Bos taurus). The American Beefalo Association typically require [3/8] bison ancestry to qualify as Beefalo. Here, we sought to characterize admixed ancestry among Beefalo as a component of a larger project to understand the role of hybridization in shaping present-day diversity in bison and cattle. We generated genomic data from 50 historical and present-day Beefalo and bison hybrids, including several important founding animals, as well as from 10 bison originating from commercial herds that represent potential sources of bison ancestry in Beefalo. We found that most Beefalo did not contain detectable bison ancestry. No individual Beefalo within our data set satisfies the ancestry requirements specified by the American Beefalo Association (ABA), although several Beefalo had smaller proportions of bison ancestry (2-18%). Some beefalo had detectable indicine cattle ancestry (2-38%), suggesting that hybridization of taurine and zebu cattle may contribute to morphological similarity between some Beefalo and bison. Overall, ancestry profiles of Beefalo and bison hybrid genomes are consistent with repeated backcrossing to either parental species rather than the breeding between hybrids themselves, implying significant barriers to gene flow between bison and cattle. Our results call into question the [3/8] bison ancestry targeted by the breed association and demonstrate the value of genomic information in examining claims of interspecies gene flow among Bos species.
Auteurs: Beth Shapiro, J. Oppenheimer, M. P. Heaton, K. L. Kuhn, E. Green, H. D. Blackburn, T. P. L. Smith
Dernière mise à jour: 2024-09-19 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.16.613218
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.16.613218.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.