Genomika keičia pieninių galvijų selekciją

Įmonės „Agrokoncernas“ gyvulininkystės mokslo tyrimų konsultantė dr. Ramunė Grigalevičiūtė pastebi, kad vienu svarbiausių pieninių galvijų selekcijos tikslų tampa genetiškai subalansuotos bandos formavimas. Pasak jos, pagrindinis tikslas yra ne tik iškelti vieną požymį, bet ir pagerinti produktyvumą, pieno sudėtį, vaisingumą, sveikatingumą, ilgaamžiškumą ir vis aktualesnį biologinį bei pašarų panaudojimo efektyvumą.

Kada geriausia vertinti produktyvumo potencialą?

Mokslininkė sako, kad tradicinėje selekcijoje jauno gyvulio genetinė vertė buvo prognozuojama remiantis kilmės informacija, o vertinimo tikslumas didėjo tik sukaupus paties gyvulio, jo giminaičių ar palikuonių fenotipinius duomenis. Pieninių galvijų atveju tai reiškė laiką – norint patikimiau įvertinti telyčios produktyvumo potencialą, reikia sulaukti pirmojo apsiveršiavimo ir laktacijos rezultatų.

Genominės selekcijos procesas reikšmingai pasikeitė. Didelio skaičiaus visame genome išsidėsčiusių genetinių žymenų – vieno nukleotido polimorfizmų (SNP) – analizė kartu su referencinių populiacijų duomenimis leidžia patikslinti jauno gyvulio genetinės vertės prognozę dar iki jo paties produktyvumo rezultatų.

Tai suteikia galimybę selekcinius sprendimus priimti labai anksti, kryptingai atrinkti būsimai bandai paliekamas telyčias, planuoti poravimus ir greičiau perduoti pageidaujamas genetines savybes kitai kartai.

Genominis vertinimas suteikia galimybę vienu metu vertinti daugelio ekonomiškai ir biologiškai svarbių požymių genetinį potencialą – nuo pieno produkcijos, riebalų ir baltymų iki vaisingumo, tešmens bei nagų sveikatingumo, ilgaamžiškumo, metabolinio atsparumo, pašarų suvartojimo ir panaudojimo efektyvumo.

Nebepakanka klausti, kuri telyčia genetiškai pajėgi pagaminti daugiausia pieno. Svarbu sužinoti, kuri iš jų turi didžiausią potencialą tapti produktyvia, sveika, ilgaamže ir efektyvia būsimos bandos karve.

Todėl genomika keičia ne tik gyvulių vertinimo metodus. Ji keičia patį klausimą: kokią karvę norime turėti ateities pieno ūkyje?

Ką iš tiesų galima pamatyti iš DNR?

Genominiam vertinimui naudojama informacija apie daugybę visame genome išsidėsčiusių genetinių žymenų – vieno nukleotido polimorfizmų (SNP). Gyvulio genotipas, naudojant referencinių populiacijų informaciją ir genetinio vertinimo modelius, leidžia tiksliau prognozuoti jo genetinę vertę dar iki tol, kol turime paties gyvulio produktyvumo ar palikuonių duomenis. Praktikoje gaunamas išsamus būsimo gyvulio genetinis profilis.

Dažniausiai vertinami su pieno kiekiu, riebalų ir baltymų produkcija susiję požymiai, vaisingumas, tešmens ir nagų sveikatingumas, somatinių ląstelių rodiklis, ilgaamžiškumas, pašarų suvartojimas ir panaudojimo efektyvumas, ketozės rizika, veršelių išgyvenamumas, melžimo greitis, temperamentas, įvairūs eksterjero požymiai bei kompleksiniai selekciniai ir ekonominiai indeksai.

Todėl klausimą kiek pieno ši telyčia galėtų duoti? keičia gerokai platesnis: kokia bus karvė, kuri tą pieną turės pagaminti?

Trejų metų duomenys leidžia pamatyti genetinės krypties pokytį

Viena genominio tyrimo ataskaita suteikia daug informacijos apie konkretų gyvulį. Tačiau dar didesnė genomikos vertė atsiskleidžia tada, kai tyrimai atliekami sistemingai ir jų rezultatai stebimi ilgesnį laiką.

Analizuojant trijų metų genominių tyrimų duomenis matoma aiški tirtų jaunų gyvulių genetinio profilio kitimo kryptis. Ryškiausi pokyčiai stebimi su bendrąja genetine ir ekonomine verte bei pieno produkcijos potencialu susijusiuose rodikliuose. Teigiama kryptis matoma ir vertinant ilgaamžiškumą.

Siekiant parodyti šių pokyčių kryptį, tačiau neatskleidžiant absoliučių bandos genominių rodiklių reikšmių, duomenys buvo indeksuoti – 2023 metų vidutinę kiekvieno pasirinkto rodiklio reikšmę prilyginant 100.

* Duomenys surinkti viename iš „Agrokoncerno“ ūkių

1 pav. Pagrindinių genominių rodiklių santykinės kitimo tendencijos 2023–2025 m.

Grafikas atskleidžia įdomią selekcijos istoriją. Pieno produkcijos potencialas ir bendroji genetinė bei ekonominė vertė didėja gerokai sparčiau nei vaisingumo rodiklis. Ilgaamžiškumo kryptis taip pat teigiama, tačiau jos pokytis nėra toks ryškus kaip produktyvumo rodiklių.

Tai primena vieną svarbiausių šiuolaikinės selekcijos principų – genetinė pažanga nėra vienas skaičius.

Daugiau pieno – bet ar geresnė karvė?

Pienininkystėje dažniausiai daugiausiai dėmesio skiriama produktyvumui. Vis dėlto didžiausią pieno genetinį potencialą turinti telyčia nebūtinai yra genetiškai vertingiausia telyčia bandos ateičiai.

Pavyzdys: du jauni gyvuliai. Vienas iš gyvulių pasižymi labai aukštu genetiniu pieno produkcijos potencialu, tačiau jo vaisingumo, tešmens ar nagų sveikatingumo rodikliai yra vidutiniški. Antrojo gyvulio produktyvumo potencialas šiek tiek mažesnis, tačiau jis genetiškai stipresnis lyginant vaisingumą, sveikatingumą ir ilgaamžiškumą. Kuris vertingesnis?

Didelio produktyvumo karvė, kuri sunkiai apsivaisina, dažniau šlubuoja, turi tešmens sveikatos problemų ar anksti išbrokuojama, gali būti ekonomiškai mažiau naudinga nei kiek mažesnio produktyvumo, tačiau sveika ir kelias produktyvias laktacijas bandoje išliekanti karvė. Todėl šiuolaikinė selekcija nėra lenktynės dėl vieno didžiausio skaičiaus. Siekiama subalansuoto genetinio profilio.

Genetikos specialistės požiūris: pirmiausia reikia žinoti, ką norime gerinti

Genetikos specialistė Greta Petraitienė atkreipia dėmesį, kad genominio vertinimo rezultatų nereikėtų interpretuoti pagal vieną pasirinktą rodiklį. Aukštas pieno produkcijos potencialas ar bendras ekonominis indeksas yra svarbūs, tačiau priimant veisimo planus kartu vertinamas vaisingumas, tešmens ir galūnių bei nagų savybės, ilgaamžiškumas, sveikatingumo rodikliai, kilmė ir kitos konkrečiai bandai aktualios savybės. Pabrėžiama, kad vieno universalaus selekcijos recepto visiems ūkiams nėra.

Kiekvienos bandos genetinė situacija, gamybos poreikis ir pagrindinės problemos skiriasi. Vienur dėmesys gali būti skiriamas produktyvumo potencialui, kitame – vaisingumui, tešmens sveikatai, galūnėms ir nagoms, ilgaamžiškumui ar pašarų panaudojimo efektyvumui. Prieš nustatant tolesnę genetinės pažangos kryptį svarbu įvertinti esamą bandą ir pabandyti atsakyti į klausimus: kurias jos savybes norime išsaugoti ir kurias turime kryptingai gerinti?

Genominiai duomenys tampa ne galutiniu atsakymu, o priemone daug tiksliau priimti šiuos sprendimus.

Ilgaamžiškumas – tylus, bet ekonomiškai svarbus požymis

Ilgaamžiškumas, nėra taip vertinamas rodiklis, kaip pieno kiekis, tačiau ekonomiškai tai itin svarbi savybė. Telyčios užauginimas iki pirmojo apsiveršiavimo yra investicija. Iki to laiko gyvuliui reikalingi pašarai, darbo, laikymo vietos, veterinarinės priežiūros ir kiti ištekliai, iki kol bus gaminamas pienas.

Jeigu, didelį genetinį produktyvumo potencialą turinti karvė, dėl reprodukcijos, nagų, tešmens ar kitų problemų bandoje išlieka trumpai, dalis jos genetinio potencialo ūkiui gali taip ir likti nerealizuota. Todėl vis daugiau prasmės įgauna ne maksimalaus produktyvumo, o produktyvaus ilgaamžiškumo samprata.

Kiek pašaro reikia tam pienui pagaminti?

Kita svarbi genetinės selekcijos kryptis – pašarų panaudojimo efektyvumas. Kiekvienas gyvūnas, tam pačiam pieno kiekiui pagaminti sunaudos nevienodą pašarų kiekį. Skaičiuojant individualius gyvulius skirtumas gali atrodyti nedidelis, tačiau didelėje bandoje, skaičiuojant šimtus gyvulių ir visas metų dienas, jis gali tapti ekonomiškai reikšmingas. Būsimos produktyvios karvės samprata keičiasi. Tampa svarbu ne tik kiek ji pagamina, bet ir kaip efektyviai padaro.

Pašarų panaudojimo efektyvumas svarbus ir tvarumui. Efektyviau pašarus panaudojantis gyvulys sukurs daugiau produkcijos iš tų pačių ar mažesnių išteklių, todėl genetinis efektyvumo gerinimas tampa aktualus ne tik ekonominiu, bet ir aplinkosauginiu požiūriu.

Genominis rezultatas gautas. Kas vyksta toliau?

Laboratorijos pateikta genominio vertinimo ataskaita, savaime bandos nepakeičia. Tikroji genomikos vertė atsiranda tada, kai gauta informacija paverčiama konkrečiu veisimo planu.

Aukštesnės genetinės vertės telyčioms, gali būti kryptingai naudojama seksuota aukštos genetinės vertės bulių sperma, siekiant gauti daugiau potencialių pakaitinių telyčių. Išskirtinės genetinės vertės gyvuliai gali būti svarstomi kaip potencialios embrionų donorės. Tačiau svarbiausias uždavinys gali būti ne dar labiau sustiprinti jau stiprią gyvulio savybę, o kompensuoti silpnesnę.

Genetikos specialistės požiūris: geriausias bulius nebūtinai yra tinkamiausias bulius

Genetikos specialistės G. Petraitienės teigimu, praktiškai nėra vieno „geriausio“ buliaus, kuris būtų optimalus visoms bandos karvėms. Poravimo sprendimai priimami atsižvelgiant į konkretaus gyvulio genetines stiprybes ir silpnybes, jo kilmę, giminingumą bei visos bandos selekcijos tikslus. Jeigu vieno gyvulio silpnesnė savybė yra tešmuo, poravimo plane galima ieškoti buliaus, galinčio jas gerinti. Jei daugiau dėmesio skirti reikia vaisingumui, galūnėms, nagų sveikatingumui ar kitam požymiui, poravimo strategija atitinkamai keičiasi.

Kartu būtina kontroliuoti giminingumą ir atsižvelgti į nepageidaujamų genetinių savybių perdavimo riziką. Genetikos specialistės darbas nėra tiesiog iš katalogo pasirinkti aukščiausius indeksus turinčius bulius. Tikslas – sudaryti tokias poras, kurios kryptingai vestų visą bandą pasirinkta genetine kryptimi. Kryptis, kaip ir pati banda, kiekviename ūkyje gali būti skirtinga.

Genomika neaugina karvės už mus

Net labai aukšta genominė vertė negarantuoja, kad būsima karvė maksimaliai realizuos savo genetinį potencialą. Genetika suteikia galimybes. Fenotipas – tai, ką matome ūkyje – formuojasi veikiant genetikai, aplinkai ir jų tarpusavio sąveikai.

Veršelio auginimas, šėrimas, laikymo sąlygos, šiluminis ir socialinis stresas, reprodukcijos valdymas, nagų ir tešmens sveikata bei daugybė kitų veiksnių lemia, kiek genetinio potencialo gyvulys iš tikrųjų realizuos.

Genominis vertinimas suteikia galimybę daug anksčiau pažinti genetines gyvulio stiprybes ir silpnybes ir taip planuoti jo vietą būsimoje bandoje.

Nuo geriausios karvės – prie geresnės bandos

Galbūt svarbiausias genomikos atneštas pokytis yra ne technologinis, o strateginis. Sistemingai atliekant genominius tyrimus galima stebėti jaunosios kartos genetinę kryptį, identifikuoti stipriąsias ir silpnąsias bandos vietas ir poravimus planuoti taip, kad kiekviena nauja karta būtų ne tiesiog produktyvesnė, bet labiau subalansuota, sveikesnė, ilgaamžiškesnė ir efektyvesnė.

Trejų metų genominių duomenų tendencijos parodo, kad genetinė pažanga gali būti labai ryški, tačiau ji nėra vienoda visiems požymiams. Tai dar kartą patvirtina, kad genominius duomenis reikia ne tik gauti – juos reikia profesionaliai interpretuoti ir susieti su ūkio tikslais.

Genomika sprendimo už žmogų nepriima. Ji suteikia genetikos specialistui gerokai daugiau informacijos tam sprendimui priimti – ir leidžia pradėti kurti kitą bandos kartą dar gerokai prieš tai, kai pradedama pirmoji laktacija.

„Agrokoncerno grupės“ informacija