我所在的研究小组，一直在努力确定犊牛无法站立是否与遗传因素有关。犊牛有明显的肌肉无力，但在其他方面表现正常，食欲不错。我们暂时将这种情况称为犊牛瘫痪，尽管随着我们对这种疾病了解的更多，名称可能会发生变化。
在我们讨论导致这种情况的突变因素之前，让我们谈谈它是如何发展的以及它是如何被发现的。
最初，有两个牧场报告给他们的兽医，说犊牛发育出现了异常。其中一些犊牛是通过体外受精产生的，遗传价值很高。不幸的是，这些犊牛最后没有康复，被安乐死了。对多头犊牛进行了尸检，但未发现明显异常。就在那时，兽医们提出疑问，询问是否可能是遗传原因造成的，并提供了患病犊牛的组织样本。
随后与其他育种者的讨论帮助确定了其他具有类似表型的动物，但很明显，这种情况可能并不简单。一些犊牛出生时就有这种症状，一些在出生后几周内才出现了这种症状，还有一些最后痊愈了。不幸的是，大多数犊牛在出生后一个月内死亡或被迫被安乐死。育种人员能提供患病和正常犊牛的检测材料。
基因分型鉴定出16号染色体上有200万DNA碱基对的单倍型，这是缺陷犊牛共有的。所有患病的犊牛都是单倍型纯合子，这仅仅意味着犊牛的该染色体有两个相同的副本。大多数犊牛的父系都被证实携带有该单倍型，就像已知基因型的母牛一样。如果该染色体区域的突变导致了缺陷，这将是意料之中的。
不完全外显性
然而，结果有一个问题——具有以上突变基因型的犊牛也有正常的，其他正常牛只没有或只有一个单倍型。这意味着要么有错误的基因组区域，要么这种情况有不完全外显性。不完全外显性术语适用于基因型导致的某种缺陷，但并不是100%的情况。
我们在奶牛育种项目中追踪的所有其他遗传缺陷都有100%的外显率。例如，带有两个有缺陷的胆固醇缺乏基因副本的犊牛，其死亡率达到100%。
在其他情况下，不完全外显性也会发生。多指畸形是指出生时手指或脚趾多出来的情况，这种情况是显性的，这意味着如果有一个突变副本，就很可能患有多指畸形。尽管如此，还是有一些人有突变，但出生时没有多余的手指。通常情况下，该疾病有家族史，即使孩子的父母本身没有多指，孩子也可能会出现多指情况。
美国农业部的科学家随后追踪了其他基因型荷斯坦牛的单倍型，观察结果与不完全外显性一致。缺陷基因有两个副本的奶牛寿命和产奶量正常，但在生命早期死亡的风险较高。
最初出现这个情况的犊牛可追溯到公牛Roylane Socra Robust和它的儿子Seagull-Bay Supersire。两者都是突变基因的携带者，而Supersire是非常受欢迎的荷斯坦公牛。
可能是钙的问题
在找到一般的基因组区域后，我们对动物的全基因组进行了测序，以帮助找到确切的突变。虽然由于病情的性质很难100%确定，但我们认为这是由于电压门控制钙离子通道亚基Alpha 1S（CACNA1S）基因的突变。这种基因有助于骨骼肌中钙通道的形成，在肌肉收缩过程中钙通道的突变减缓了钙流入肌肉细胞的速度。
这种基因有缺陷的人会出现肌肉无力，许多人还会出现低钾性周期性麻痹。这种情况与肌肉瘫痪有关，可以持续几分钟到几天，由饮食和运动引发。在这种情况下，人们的血钾含量较低，这就是低钾血症一词的由来——钾也与肌肉收缩有关，钙通道的功能不正常会改变钾。
还应该指出，CACNA1S突变并不是总能导致低钾性周期性麻痹，这种结果似乎取决于突变发生在基因中的哪个位置。基因的其他部分也可能会发生突变，导致肌肉无力，但不会改变钾含量。
有趣的是，具有相同突变的人在肌肉无力的频率和持续时间上，以及肌肉无力首次出现的年龄上都有差异，这与我们在犊牛身上观察到的情况非常相似。在未来的研究中，我们有可能确定是什么引发了一些犊牛出现这种情况。
发现
不幸的是，事实证明，针对这种情况开发单倍型测试更加困难，原因是200万个DNA碱基对区域有两个副本——一个副本有突变，另一个副本没有。200万碱基对的区域可以追溯到Osborndale Ivanhoe公牛，它通常被认为是现代荷斯坦品种之父。正因为如此，正常的单倍型携带者非常普遍，我们只能通过测试突变来找到携带者。现在已经开发出一种检测突变的方法，这将有助于在未来更清楚地追踪遗传。
我们认为1984年出生的Southwind Bell公牛是突变的原始携带者之一。美国农业部的科学家帮助确定了Southwind公牛在该200万个碱基对区域是纯合子的。随后的测序和测试显示，它有一个突变副本。Southwind从Ivanhoe牛那里遗传了两个基因组区域的副本，但Ivanhoe并没有携带突变基因。对Southwind进行检测的部分原因是，一位遗传学家同事提醒我，她家族牧场里有一头犊牛也有同样的问题，而那头犊牛与最近几代中其他犊牛有着不同的血统，最终追溯到Southwind。
我想分享这种情况是如何发现的，其中一个原因是鼓励牧场记录犊牛不寻常的现象。虽然遗传学家能够确定这种情况的原因，但它的发现实际上是由奶农和兽医最初完成的。与遗传学家分享这些事件，并从受影响的动物、它的父母和任何兄弟姐妹身上收集毛发样本进行基因比对会对疾病的揭发控制和预防有很大的帮助。
（养牛派）