coursera week 1 DAIRY PRODUCTION AND MANAGEMENT

MỤC TIÊU HỌC TẬP
Khi các bạn hoàn thành tuần học này, bạn sẽ có thể:
1. Biết các giống bị sữa chính và các giống sử dụng để lai
2. Hiểu làm thế nào để đánh giá di truyền của đực giống
3. Hiểu rõ dòng bò sữa được lựa chọn bởi người chăn nuôi
4. Hiểu được chỉ số lựa chọn kinh tế
5. Đánh giá được sự thay đổi của bò sữa Mỹ và Việt Nam trong nửa thế kỷ qua như thế nào
6. Biết những yếu tố thúc đẩy tốc độ thay đổi di truyền
7. Đánh giá được vai trị của cơng nghệ như thụ tinh nhân tạo và thử nghiệm di truyền
(genomic testing) trong việc cải thiện giống bò sữa

Glossary
Breed (cattle): a strain of cattle where distinguishing characteristics have been developed
and maintained by the genetic selection efforts of cattle breeders.
Calving: a common term used by dairy farmers that indicates a cow is giving birth.
Conception rate: the percentage of cows and/or heifers that become pregnant after
insemination.
Culling rate: the percentage of cows that are sold for slaughter from a farm over a period
of time (typically one year). Often loosely used to indicate the herd turnover rate (see herd
turnover rate).
Dam: mother
DHI: Dairy Herd Information. DHI testing typically involves weighing how much milk a
cow produces one day per month, testing the milk for percentages of fat and protein,


determining milk somatic cell count, and recording pedigrees, calving dates, and culling
information.
Dry cow: Cows that have completed a lactation cycle and are not giving milk currently.
They are preparing to give birth again (typically within 2 months) and restart the lactation
cycle.
Genetic lag: the difference in genetic merit between herds that develop genetically elite

cattle and commercial herds that purchase semen from the elite seed-stock herds.
Genetic progress (genetic change): the amount of change a population experiences over a
period of time due to genetic selection.
Heifer: young female cattle that have not yet given birth and begun lactating.
Herd turnover rate: the percentage of cows that leave a farm over a period of time
(typically one year) for any reason. This includes cows sold to other farms, sold for
slaughter, or that die on the farm.
Lactating cow: a cow that has given birth and is currently producing milk.
Pregnancy rate: the percentage of cows that become pregnant during a 21-day estrus
cycle.
PTA: Predicted transmitting ability. The difference in performance of a bull’s or cow’s
progeny compared with a base population.
Sire: father
SNP: Single Nucleotide Polymorphism. SNPs are single base pair DNA mutations.

GIỐNG VÀ DI TRUYỀN TRONG CHĂN NI BỊ SỮA
Chào mừng các bạn đến với bài giảng giống và di truyền bò sữa! Tuần này, bạn sẽ tìm hiểu
về sự tiến bộ di truyền ở bò sữa - Chúng ta sẽ kiểm tra quá trình tạo ra các đánh giá di


truyền và thảo luận về những giống bò sữa khác nhau mà người chăn nuôi quan tâm. Chúng
ta sẽ xem bò sữa đã thay đổi trong nửa thế kỷ qua như thế nào và công nghệ gen đang được
đưa vào chương trình chọn lọc di truyền như thế nào. Chúng ta sẽ bắt đầu bằng cách giới
thiệu các giống khác nhau của bò sữa và đặc điểm của chúng.
Giống bò sữa phổ biến nhất là bò sữa Holstein màu đen và trắng. Chúng có nguồn gốc từ
Hà Lan và lần đầu tiên đến Hoa Kỳ vào năm 1850. Chúng chiếm gần 85% số lượng bò sữa
của Mỹ và rất phổ biến bởi vì chúng là giống bị sữa cao sản nhất trên thế giới. Bò Holstein
thường sản xuất khoảng 11.140 kg sữa mỗi năm. 3,7% sữa bò Holstein là chất béo, và 3.1%
là protein. Holstein cũng là bò sữa lớn con và nặng khoảng 680 kg lúc trưởng thành.
Bò Jersey nhỏ con là giống bị sữa có số lượng nhiều thứ 2 tại Mỹ, 10% tổng đàn bò sữa, và

con số này ngày càng tăng. Bị Jersey có nguồn gốc từ đảo Jersey của vùng Normandy của
nước Pháp. Hàm lượng vật chất khô trong sữa cao với 4,8% chất béo và 3,65% protein. Sản
lượng sữa trung bình khoảng 8.100 kg sữa mỗi năm ở Mỹ. Chúng được xem là hiệu quả
hơn vì sản xuất được nhiều sữa từ một bộ khung nhỏ. Một con bò trưởng thành Jersey nặng
khoảng 450 kg. Chúng cũng là những con bò sinh sản tốt, chúng sinh bê nhỏ và sinh dễ
dàng hơn so với bị Holstein.
Bị Brown Swiss có kích thước tương đương bị Holstein. Chúng sản xuất khoảng 8.400
kg sữa mỗi năm, ít hơn Holstein, nhưng sữa bị Brown Swiss có hàm lượng VCK cao với
4,2% chất béo và 3,4% protein. Chúng là giống bị sữa ni nhiều thứ 3 tại Mỹ, nhưng chỉ
có khoảng 1% bị sữa Hoa Kỳ là Brown Swiss. Bị Brown Swiss có hành vi độc đáo khi so
sánh với các giống bị khác. Chúng nói chung là bình tĩnh và thân thiện, nhưng bê của
chúng rất khó tập luyện. Nhiều trang trại ni bê từ bình bú một vài ngày sau khi được
sinh ra, và sau đó huấn luyện bê uống từ xơ. Nó có thể mất vài tuần để một con bê Brown
Swiss học để uống từ xô. Đây không phải là một vấn đề lớn đối với các nhà chăn ni bị
Brown Swiss vì họ đã thiết kế hệ thống quản lý bê Brown Swiss với vấn đề này trong tâm
trí, nhưng nó có thể là một rắc rối cho người chăn ni bị giống khác. Chúng ta không
mất nhiều kinh nghiệm để nuôi một con bê Holstein!


Các giống bò sữa truyền thống còn lại ở Hoa Kỳ là Ayrshire, Guernsey, và Milking
Shorthorn. Nói chung, chúng chiếm khoảng 1% tổng đàn bò sữa Hoa Kỳ. Mỗi một giống
đều duy trì đặc điểm đặc biệt và có thể cạnh tranh trong thị trường chuyên biệt, nhưng
chúng thiếu năng suất sữa của bò Holstein hoặc sinh sản tốt và hàm lượng vật chất khơ cao
của bị Jersey để được cạnh tranh trong một hệ thống sản xuất cơng nghiệp.
Bị lai. Bò lai là bò được sinh ra trong quá trình lai kết hợp của hai hay nhiều giống. Ở Việt
Nam, bị sữa được ni chủ yếu là bị lai, bị thuần giống HF được ni ở một số ít công ty
như Vinamilk, THmilk. Trong một số trường hợp, người nơng dân có bị lai vì họ đang
chuyển sang một giống bị khác. Ví dụ, nếu tơi có bị Holstein và tơi muốn Jersey, tơi có hai
sự lựa chọn. Tơi có thể đi mua bị Jersey, hoặc tơi có thể cho bị Holstein của tơi lai với bị
Jersey và tiếp tục nuôi những con cháu trở lại Jersey.

Tôi cũng chỉ có thể quyết định rằng tơi muốn bị sữa lai. Phép lai cho phép tôi kết hợp các
đặc điểm tốt của nhiều giống và tận dụng lợi thế của ưu thế lai. Tại trường ĐH Penn
State, họ đã tiến hành một thử nghiệm nghiên cứu kiểm tra những bò Brown Swiss bởi
Holstein qua trang trại bò sữa thương mại. Những con bò Holstein thuần sản xuất 326 kg
protein mỗi chu kỳ. Các bị Brown Swiss thuần sản xuất ít hơn, 314 kg protein. Tuy
nhiên, các con lai thực sự sản xuất tốt hơn Holstein thuần hoặc Brown Swiss thuần đạt
340 kg protein. Sự tăng protein này là do ưu thế lai.
Trong thập kỷ qua, ở Hoa Kỳ họ cũng đã bắt đầu nhập khẩu tinh bò sữa từ giống ngoại
cho lai với bò Holstein. Những giống bò sữa phổ biến nhất nhập khẩu là hai giống từ
Scandinavia - Norwegian Red and Swedish Red - và giống Montbeliarde từ Pháp. Các
giống Norwegian Red and Swedish Red được biết đến vì có sức khỏe tuyệt vời, khả năng
sinh sản tốt và hàm lượng chất béo và protein trong sữa cao. Con lai của Montbeliarde
với Holstein cũng có khả năng sinh sản tuyệt vời và năng suất sữa cao.
Trong khi phép lai có nhiều ưu điểm, có một số thách thức bao gồm cả việc xác định
những giống nào cho giao phối với bò lai của bạn. Hầu hết các nhà di truyền học đề nghị
một vòng xoay ba giống.


Bây giờ bạn có khái niệm về những giống bị sữa khác nhau, chúng ta sẽ di chuyển sự chú
ý của chúng ta sang đánh giá di truyền trong bài học kế tiếp.

ĐÁNH GIÁ DI TRUYỀN
Trong bài học hôm nay, chúng ta sẽ chuyển sự chú ý của chúng ta sang chủ đề đánh giá di
truyền bò đực giống. Như chúng ta sẽ thảo luận sau trong khóa học, đã có rất nhiều sự thay
đổi di truyền ở bị sữa trong nửa thế kỷ qua. Thụ tinh nhân tạo cho bò sữa với tinh trùng
của những bò đực giống ưu tú đã tạo động lực chính cho sự thay đổi di truyền trong ngành
công nghiệp sữa.
Thụ tinh nhân tạo (Artificial Insemination – AI) bắt đầu phát triển trong những năm 1940.
Những con bê đực được sinh từ bò sữa ưu tú được mua bởi các công ty AI, hoặc trại bò đực
giống. Họ thu thập tinh dịch từ bò đực khi chúng được một năm tuổi hoặc lớn hơn và tinh

dịch được đóng gói và bán cho nơng dân trên toàn thế giới. Tại Hoa Kỳ, khoảng 23 triệu
liều tinh đã được bán trong năm 2014. Họ cũng xuất khẩu khoảng 20 triệu liều tinh bò sữa
sang các quốc gia khác. Khoảng 80% số bò sữa được sinh ra bằng AI tại Hoa Kỳ dựa trên
thống kê bán tinh.
Có một số lợi thế cho người chăn ni bị sữa khi sử dụng AI thay vì ni bị đực giống.
Đầu tiên, bị đực rất nguy hiểm và có những câu chuyện rằng: người chăn ni hoặc các
thành viên gia đình của họ bị giết bởi bò đực giống mỗi năm. Một lợi thế lớn khác là người
chăn ni có thể mua tinh dịch từ những con bò đực giống tốt nhất thế giới. Điều này cho
phép người chăn ni có thể nâng cao giá trị di truyền của đàn bò sữa của mình lên nhanh
chóng.
Hãy xem xét một con bị đực giống được đặt tên TOYSTORY. Bò đực giống này là bò sản
xuất nhiều tinh dịch nhất mọi thời đại - nó đã sản xuất hơn 2 triệu liều tinh dịch! Điều đó
khơng có nghĩa là nó là con bị đực giống tốt nhất mọi thời đại, nhưng rõ ràng nó là một
con bò giống rất tốt mà đã sản xuất với khối lượng lớn tinh dịch và đã sống một thời gian


dài (2001 - 2014). Trước khi chúng ta nhìn vào đánh giá di truyền của Toystory, tơi muốn
nói về cách họ thu thập dữ liệu về con gái của bò đực giống như Toystory.
Nhiều trang trại trên toàn thế giới đã tham gia vào chương trình thử nghiệm sữa. Cấu trúc
của các chương trình này có thể khác nhau ở mức độ nào, nhưng thường là có một kỹ
thuật viên thăm nông trại của bạn để ghi lại sản lượng sữa mỗi con bò cho hằng tháng.
Một mẫu sữa được gửi đến phịng thí nghiệm để xác định chất béo sữa, protein sữa, và
các thành phần khác của sữa. Nông dân sử dụng dữ liệu này để đưa ra các quyết định liên
quan đến việc họ sẽ tiếp tục nuôi con bò nào và sẽ loại thải con bò nào và xác định nhu
cầu dinh dưỡng của bị. Các thơng tin này cũng sẽ giúp xác định con bò mà có thể có vấn
đề về sức khỏe tiềm ẩn, và được sử dụng cho nhiều quyết định khác.
Toystory có hơn 140.000 con gái trên toàn thế giới trong một chương trình thử nghiệm
sữa từ trên 28.000 đàn. Hơn 42.000 con gái của nó đang ở Hoa Kỳ. Ý, Pháp, Đức, Nhật
Bản và Tây Ban Nha cũng có hơn 10.000 con gái của Toystory. Khơng phải tất cả các đàn
có tham gia thử nghiệm sữa vì vậy chúng tơi khơng biết có bao nhiêu con gái Toystory tất

cả, nhưng có khả năng hơn 200.000 con.
Bởi vì nó có rất nhiều con gái trong một chương trình thử nghiệm sữa nên họ có một
đánh giá rất chính xác về giá trị di truyền của Toystory cho sản xuất sữa. Họ trình bày giá
trị di truyền như một Khả năng dự đoán di truyền (Predicted Transmitting Ability – PTA).
PTA cho biết sự khác biệt bao nhiêu của các tính trạng cho sữa của con gái của một con
bò dự kiến sẽ đi chệch khỏi quần thể. Con gái của Toystory sản xuất 222 kg sữa nhiều
hơn mức trung bình của bị Holstein Mỹ mỗi năm. Các bị Holstein điển hình sản xuất
khoảng 11137 kg sữa mỗi năm. Điều này có nghĩa là con gái của Toystory sản xuất 11359
kg sữa mỗi năm. Các con gái của Toystory có hàm lượng chất béo trong sữa thấp hơn một
chút so với mức trung bình với một PTA của -0.02%. Nếu sữa bị bình qn là 3,7% chất
béo, con gái của Toystory sẽ được dự kiến sẽ có 3,68%.
Đặc điểm sản lượng sữa khơng phải là thứ duy nhất họ đánh giá. Họ cũng đánh giá tuổi
thọ, hoặc một con bò sống được bao lâu. Điều này được gọi là đời sống sản xuất, và con
gái của Toystory sống ít hơn trung bình 1,7 tháng. Điều này phần lớn là do khả năng sinh


sản kém. Các mẫu sữa đó cho chúng ta biết bao nhiêu chất béo và protein trong sữa, cũng
có thể được đánh giá về số lượng tế bào soma. Nếu một con bò bị nhiễm trùng vú, hoặc
viêm vú, các tế bào máu trắng xâm nhập vào bầu vú để chống lại nhiễm trùng. Điều này
gây ra tăng số lượng tế bào soma, và con bò đực với các con gái có tế bào soma cao dễ bị
viêm vú. Số tế bào soma trung bình của các con gái Toystory cao hơn số trung bình của
tổng đàn, cho thấy chúng nhiều khả năng có viêm vú.
Vận động cũng là một đặc điểm lớn liên quan đến khả năng sinh sản. Con gái của
Toystory có chỉ số sinh khó là 6,9% và chết lưu 7.1% .
Nếu chúng ta đã từng đến hội chợ và xem chương trình trình diễn bị sữa, chúng ta biết
rằng có rất nhiều đặc điểm chọn giống mà người chăn nuôi đánh giá. Những đặc điểm
này được bao gồm trong một đánh giá di truyền. Con gái của Toystory cao hơn và góc
cạnh hơn, hoặc mỏng hơn, so với trung bình. Bầu vú của con gái của Toystory thường
được xem là đẹp và có gắn trước mạnh và núm vú được đặt gần nhau trên sàn bầu vú chứ
khơng phải là q xa bên ngồi của bầu vú. Chúng ta cũng đánh giá tính hợp lý của bàn

chân và chân của bò sữa để tuyển chọn giống, và con gái của Toystory được coi là tốt hơn
một chút so với mức trung bình.
Chúng ta đã tập trung vào đánh giá đực giống, nhưng chúng ta đánh giá các đặc tính
tương tự cho bị và bê. Đánh giá bị và bê ít chính xác bởi vì chúng ta khơng có hàng ngàn
con gái để đánh giá. Tuy nhiên, chúng ta sử dụng thông tin phả hệ, hồ sơ của riêng của
một con bò, và các marker di truyền để ước tính giá trị di truyền cho con cái và những
đánh giá này là quan trọng đối với tiến bộ di truyền.

CHỌN GIỐNG
Có lẽ đối với bị sữa, nơng dân chỉ cần chọn bò sữa nào cho nhiều sữa hơn và nhiều sữa
hơn nữa. Làm thế nào để chúng ta có thể tổng hợp tất cả các yếu tố, đặc điểm khác nhau
cùng một lúc?


Hầu hết các quyết định chọn lọc di truyền đều được định hướng theo hiệu quả kinh tế, vì
chăn ni bò sữa là rất tốn kém. Một trang trại cần phải tạo ra nhiều tiền hơn chi phí duy
trì, giống như bất kỳ doanh nghiệp khác.
Các doanh thu chính từ bò sữa là sữa - và quan trọng hơn, các thành phần của sữa như chất
béo và protein. thế hệ con cháu của một con bò là một nguồn thu quan trọng, như là sản
xuất thịt.
Về mặt chi phí, thức ăn chăn ni là chi phí lớn nhất. Chi phí ni bị tơ, chi phí thú y và
chi phí chăn nuôi cũng được xem xét trong các công thức chọn lọc di truyền.
Để xác định bò sẽ cho con giống hiệu quả nhất về kinh tế, chúng ta gán giá trị kinh tế với
các tính trạng. Các nhà khoa học từ Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ sản xuất một số chọn lọc gọi
là Lifetime Net Merit index. Lifetime Net Merit index của một đực giống đại diện cho
doanh thu dự kiến rằng con gái mình sẽ kiếm được trong suốt cuộc đời của họ khi so sánh
với các con gái của một con bị trung bình. Điều này có nghĩa rằng dưới con bị trung bình
sẽ có một giá trị âm cho Lifetime Net Merit index.
Giá trị của một pound protein được dự báo dựa trên giá trong vài năm qua. Giá trị này thay
đổi đối với các khu vực khác nhau của đất nước dựa trên cách sữa được sử dụng. Tây Nam

Hoa Kỳ, phần lớn sữa được làm thành pho mát nên protein là thành phần có giá trị nhất của
sữa. Ở phía Đơng Nam, một tỷ lệ lớn của sữa được bán cho thị trường chất lỏng và
nông dân không thực sự trả tiền cho protein của họ. Khi xem xét tất cả các thị trường khác
nhau tại Hoa Kỳ, giá trị của một pound protein được dự báo là 2,48 $ trong những năm tới.
Tuy nhiên, sản xuất, chất đạm bổ sung cần có con bị để ăn khoảng 90 cent thức ăn hơn và
chịu và thêm 9 cent hay như vậy về chi phí y tế liên quan, kết quả là 1,49 $ doanh thu thuần
cho mỗi pound protein. PTA protein được thể hiện trên một cơ sở cho mỗi con bú và
Holstein bò điển hình có 2,78 chu kỳ sữa, do đó, một sự gia tăng 1 pound tương đương với
4,14 $ trong đời chỉ số công đức thuần của USDA. Biến thể để trọn đời khen Net đang làm
cho thị trường sữa cụ thể hoặc các hệ thống sản xuất. Có một đời phô mai chỉ số công đức
mà các giá trị protein PTA tại $ 5,86 cho mỗi pound, một chỉ số công đức dịch với protein
PTA trị giá $ 0, và một chỉ số chăn thả bằng khen với protein PTA trị giá $ 3,92 cho mỗi
pound.


Hãy nhìn lại những Toystory bị. Nhớ lại rằng PTA của mình đối với sản lượng protein là
14 bảng Anh. Với 1 pound tương đương với 4,14 $, con gái của ông dự kiến sẽ sản xuất
khoảng $ 58 pound protein nhiều hơn trong cuộc sống của họ hơn là của một con bị điển
hình ở hầu hết các thị trường sữa.
Trong bảng này là tất cả các đặc điểm đó có giá trị kinh tế tích cực trong đời chỉ số cơng
đức thuần. Như bạn có thể thấy, chúng tơi thiên về con bị sản xuất một loại protein rất
nhiều, rất nhiều chất béo vì chúng ta yêu kem, bị mà có tuổi thọ lâu hơn, có thể cấu tạo vú
đúng đắn và chân âm và chân, mà là màu mỡ, và cung cấp cho sinh bê dễ dàng.
Trong bảng này được liệt kê những đặc điểm đó có giá trị kinh tế tiêu cực. Nó có thể bạn
ngạc nhiên khi thấy sữa có giá trị kinh tế tiêu cực nhẹ. Hãy nhớ rằng chúng tôi đã đưa ra
một trọng tâm tích cực đến hai thành phần có giá trị nhất của sữa - chất béo và protein.
Những gì cịn lại sau khi chúng tơi đưa ra các chất béo và protein? Chủ yếu là nước, và
nông dân được tính phí cho vận chuyển nước từ trang trại của mình để các nhà máy chế
biến. Chúng tơi vẫn kỳ vọng sản lượng sữa tăng lên theo thời gian bởi vì sữa có tương quan
thuận với protein và năng suất chất béo. Có gì trọng lượng tiêu cực sẽ làm là khuyến khích

lựa chọn sữa với nồng độ cao của chất béo và protein.
Mức độ cao của các tế bào soma trong chất lượng pho mát sữa suy thoái, rút ngắn thời hạn
sử dụng cửa hàng tạp hóa của sữa, và được liên kết với nhiễm trùng vú, vì vậy điểm của tế
bào soma là trọng âm.
Cuối cùng, bò lớn ăn nhiều hơn con bò nhỏ. Sự gia tăng dẫn đến chi phí thức ăn là quá đủ
để bù đắp doanh thu thịt bò tăng từ con bò lớn hơn. Điều này dẫn đến một trọng lượng tiêu
cực về kích thước cơ thể.
Biểu đồ này cho thấy tầm quan trọng tương đối ở mỗi tính trạng sau khi điều chỉnh quy mô
đặc điểm khác nhau. Chúng tôi đặt 44 phần trăm của sự nhấn mạnh của chúng tôi được sản
lượng chất béo cộng với protein, và khoảng 1 phần trăm của sự nhấn mạnh của chúng tôi là
hướng tới sản lượng sữa thấp hơn. Còn đàn-cuộc sống là trọng yếu với 19 phần trăm của sự
nhấn mạnh của chúng tôi vào đời sống sản xuất. Khi chúng tôi thêm sự nhấn mạnh vào
điểm của tế bào soma và bầu vú với nhau, chúng tôi đặt rất nhiều nhấn mạnh, 15 phần trăm,


trên kháng viêm vú. sinh sản thành công cũng là trọng 15 phần trăm và bao gồm những đặc
điểm sinh sản và khả năng đẻ.
Chỉ số giúp đỡ để chỉ đơn giản là chúng tơi q trình lựa chọn khá một chút. Thay vì phải
quyết định con bị là tốt nhất dựa trên thứ hạng của mình cho 40 hoặc nhiều tính trạng,
chúng ta có thể xếp chúng vào 1 số. chỉ số lựa chọn kinh tế cũng giúp đảm bảo rằng chúng
tôi đang nhấn mạnh những đặc điểm về kinh tế quan trọng nhất.
Các chỉ số kinh tế công đức mà tôi đã thảo luận không phải là chỉ số duy nhất có sẵn. các
hiệp hội giống và các cơng ty di truyền có chỉ số riêng của họ mà là rất phổ biến và phù
hợp với những gì các thành viên của họ cao nhất giá trị. các hiệp hội giống cung cấp cho rất
nhiều trọng lượng với những gì họ nghĩ rằng sẽ làm giống cụ thể của họ cạnh tranh hơn
trong tương lai. Biểu đồ này nêu bật một số sự khác biệt giữa các chỉ số. Các hiệp hội giống
có xu hướng tập trung nhiều hơn một chút về sản lượng protein và cấu tạo với một chút ít
về đời sống sản xuất và sản lượng chất béo. Mặc dù có nhiều chỉ mục lựa chọn, hầu hết có
xu hướng để xếp hạng bị khá tương tự với một vài trường hợp ngoại lệ.

Trends in Genetics
Today, I want to take a historical look at how we’ve changed our cows and discuss why
we were able to generate such change.
The Council on Dairy Cattle Breeding does a terrific job tracking how cows have
changed over time in the United States. The average milk yields of Holstein, Jersey and
Brown Swiss cows are shown in our chart. In most instances, a cow will have a calf, milk
for approximately 10 to 12 months, and then enter a non-lactating, or dry, period before
the cycle begins again. These yields are what we expect a mature cow to produce over a
10 month lactation cycle. Milk yield has essentially doubled over the last half century.
Keep in mind that selection for milk yield began long before 1960. Beef breeds, such as
Angus, have not been heavily selected for higher milk yield and only produce enough
milk to feed their calves. They typically produce less than half of what was expected of
Jersey cows way back in 1960.
The trends in the previous graph demonstrate the combined effects of genetics,


nutrition, management, and housing. Now let’s look at the total phenotypic change from
1960 to today and the genetic component of that change. As you can see, over half of
the change we’ve experienced in milk yield has been due to genetic selection.
Milk yield is not the only thing that has changed about our cows. Cows today look
quite a bit different than a century ago. These two pictures show two Holsteins from
different eras. The first picture is from 1917, and the second of a modern Holstein.
Today’s cows are generally quite a bit taller and thinner.
Perhaps the most dramatic change is the udder. You’ll note that the udder floor had a lot
of tilt in 1917. The teats were pointing forward and out for the older style cow. Modern
udders have a larger volume, but they are easier milk because they are more symmetrical
and they are less prone to injury because of their teat positioning and the udder is further
from the ground. This

change in udder conformation has allowed cows to give more milk, but at the same
time maintain resistance to mastitis infections.
Selection for higher yield is not without unfavorable consequences. In our chart I’ve
plotted the genetic trend in daughter pregnancy rate, our primary measure of cow
fertility. As you can see, there has been a severe erosion in cow fertility over the last 5
decades. We’ve seen a bit of a turnaround for Holsteins lately, but inherent fertility levels
are still well below historic norms.
This type of correlated response has long been a challenge for animal breeders.
Consider the following quote from Charles Darwin’s famous “On the Origin of
Species” written in 1859.
“‘In order to spend on one side, nature is forced to economize on the other side.' I think
this holds true to a certain extent with our domestic productions: if nourishment flows
to one part or organ in excess, it rarely flows, at least in excess, to another part; thus it is
difficult to get a cow to give much milk and to fatten readily.”
Now - I admit to being skeptical about whether our genetic selection principles can be
extended to describing the origin of new functional features and species. But, there is no
question that Darwin’s observation that trade-offs must be made during selection were
spot on. These types of unfavorable correlated responses to selection have long
challenged animal breeders and they continue to do so today. That challenge is one of the
reasons that geneticists develop the selection indexes as discussed in the previous video.
Dairy cattle have experienced a drastic amount of genetic change in the last 5 decades, so
what has facilitated that type of change? There are 4 key factors that determine the rate
of genetic change.
First – we have to accurately determine a bull or cow’s genetic merit. Our accuracy is
extremely high for sires with many daughters, but is lower for young bulls and cows.
Second – we have to be picky. Because of artificial insemination, we can get thousands
of offspring from a single bull so we only use the best of the best sires. This elevates our
selection

intensity. Embryo transfer and in-vitro fertilization help us to increase selection
intensity for females as well.
Third – a trait must have genetic variation. Let me give you an outlandish example. I
love chocolate milk – provided that all the good tasting fat hasn’t been removed
anyway. Wouldn’t it be nice if our cows would just make chocolate milk for us so that
we don’t have to add it ourselves? Unfortunately, our cows lack the genetic potential to
make chocolate milk directly, so we can’t select for chocolate milk cows.
Finally, the faster we turn over our generations, the faster we make change. This is
called the generation interval and is the age of parents when their offspring are born.
This genetic response formula has been relied upon by geneticists to identify
opportunities that will allow us to accelerate genetic gain to even higher levels. The
formula only applies to the breeders that sell elite genetic seedstock to artificial
insemination companies. Commercial herds in the business of selling milk use semen
from those elite bulls and are pulled along at the same pace as the elite breeder herds.
In our final session, we will discuss a recent innovation that promises to accelerate
genetic progress and look forward to other new technologies that may be important
in the future.