Bændablaðið - 28.05.2015, Síða 42

42 Bændablaðið | Fimmtudagur 28. maí 2015
Ráðgjafarmiðstöð landbúnaðarins
Jón Viðar
Jónmundsson
Ráðunautur hjá RML
jvj@bondi.isNokkur orð um úrval út frá erfðamengi hjá nautgripum
Á síðustu árum hefur orðið bylting
í framkvæmd á kynbótastarfi í
flestum löndum þó að hún hafi
farið hjá garði hér á landi. Fari
sem mér sýnist þá er hér enn
stórfelldari bylting en var um
miðja síðustu öld þegar sæðingar
og afkvæmarannsóknir nauta
ollu umskiptum í framkvæmd
nautgriparæktarstarfs.
Hér á ég við ræktun byggða á
úrvali út frá erfðamengi (genomic
selection). Muni ég rétt gerði ég
smá grein fyrir þessu hér í blaðinu
fyrir nokkrum árum og reyndi að
útskýra um hvað væri að ræða. Þá
var þetta enn nánast á fræðigrunni
en nautastöðvar erlendis samt að
byrja að nýta tæknina.
Nýverið bar hins vegar fyrir augu
mér fyrstu tölur frá Bandaríkjunum
sem sýna hverri umbyltingu þetta
hefur þegar valdið í ræktunarstarfinu
vestanhafs. Þar kemur fram að
hjá svartskjöldóttu kúnum hefur
erfðagreindum nautum fjölgað
úr innan við 9000 árið 2008 í um
17500 árið 2013, en miklu meiri
breytingin er hjá kúnum þar sem
greiningum fjölgaði á sama tíma
úr tæplega 3000 í 125000. Þessum
aðferðum er einnig beitt í Jersey
kúm og Brúnum svissneskum en
ekki í öðrum kúafærri kynjum þar í
landi. Á mynd er sýnd hvernig gæði
nautanna sem hafa komið í notkun
á aðeins lengra tímabili hafa þróast.
Þetta er byggt á BLUP mati og því
birta þeir þetta með fyrirvara vegna
þess að val byggt á erfðamengi rústar
í raun ákveðnum grunnforsendum
þeirra útreikninga. Framfarirnar eru
samt gífurlegar. Það sem er kallað
„virði“ er í raun hliðstæða við
heildareinkunn eins og við þekkjum
hana. Það áhugaverða þarna er að
framfarir virðast heldur meiri fyrir
hreysti- og meðferðaeiginleikana
en mjólkurmarnið.
Bylting í verki birtist samt
fyrst í þegar skoðaðar eru nokkrar
aldurstölur fyrir sæðinganautin
bandarísku og þar eru með naut
af öllum kynjum einnig nokkrum
kynjum sem ekki eiga möguleika
til að beita þessari aðferð. Fyrir
aldur nautanna þegar þau koma
til fyrstu notkunar eru sáralitlar
breytingar, aldur þeirra er um 16
mánuðir. Byltingin sést hins vegar
þegar farið er að skoða ættliðabilið,
þ.e. aldur foreldranna þegar nautið
fæðist. Þegar föðurhliðin er skoðuð
þá hefur aldurinn færst úr um sjö
árum í 3,6, þarna er stærstur hluti
byltingarinnar. Á móðurhliðina er
einnig umtalsverð breyting eða
úr 4,5 árum í 3,2. Nú ætla ég að
stökkva aðeins með lesendur og
setja tölur aðeins í okkar íslenska
samhengi áður en áfram er haldið.
Ættliðabilið hjá íslenskum
nautum
Ég gerði til að fá sambærilegar
tölur fyrir okkar nautgriparækt
að taka saman hliðstæðar tölur
um ættliðabil íslensku nautanna á
hluta þessa tímabils, valdi nautin
fædd 2009–2013. Ég leyfði mér
að reikna ættliðabil einstaklinga
aðeins í heilum árum og held
það skekki niðurstöður sáralítið.
Niðurstöðurnar er að sjá í töflu og
tveim stöplaritum og er hér um það
einfalda hluti að ræða að þeir skýra
sig nánast sjálfir. Hins vegar gefa
niðurstöðurnar ef til vill tilefni til
örstuttra hugleiðinga.
Þegar við skoðum ættliðabilið
á föðurhliðina þá er það langt
hjá okkur í samanburði við aðra.
Þegar við Magnús B. settum upp
kynbótaskipulag fyrir kúastofninn
fyrir rúmum fjórum áratugum þá
gerðum við ráð fyrir að það væri 7
ár. Talsvert vantar á að það náist. Við
virðumst standa jafnfætis öðrum
hvenær ungnaut komast til notkunar
þannig að breytingar þurfa að verða
frá hinni hliðinni. Möguleikar á að
hraða mati nautanna er einhverjir.
Helst kemur mér í hug að strax
og einhverjir nýir toppar virtust í
sjónmáli væri farið að nota 100–200
skammta úr þeim í valdar kýr og þar
ætti ef til vill öðru fremur að velja
úrvalsættaðar kvígur.
Á móðurhliðina erum við
sömuleiðis eftirbátar annarra. Í
þeim efnum hefur samt mikið breyst
frá því Magnús B. Jónsson skoðað
þetta fyrst fyrir nær fimm áratugum
en hann fann að á þeim tíma voru
nautin ekki valin að jafnaði til
ásetnings fyrr en mæður þeirra
höfðu skilað sex mjólkurskeiðum.
Tvö atrið vil ég hér nefna. Þeirri
óheillaþróun sem var í gangi á
síðustu áratugum síðustu aldar að
kvígurnar urðu eldri og eldri við
fyrsta burð verður að snúa enn
rækilegar til baka en þegar hefur
verið gert. Auk þess sem það er
lykilatriði til að auka enn hagkvæmni
í mjólkurframleiðslunni. Hitt er það
sem ég byrjaði að vekja athygli á og
hvetja til fyrir nær þrem áratugum
að velja talsverðan hluta nautanna
hverju sinni undan úrvalsættuðum
kvígum við þeirra fyrsta burð. Í
framkvæmd ætti þetta samt að vera
enn auðveldara en áður var eftir að
farið er að gera kálfana mun eldri
þegar þeir eru teknir til einangrunar.
Ekki verður séð að neitt marktækt
hafi gerst í þessum efnum. Reynslan
hefur til viðbótar sýnt að ekki koma
síðri naut til notkunar með slíku vali
en þegar mæðurnar eru orðnar eldri.
Hverju hefur valið út frá
erfðamengi breytt?
Þegar við sjáum þessar bandarísku
tölur þá eru þetta byltingakenndar
breytingar. Það sem hefur gerst er
að þeir eru að verulegum hluta að
leggja niður afkvæmarannsóknir á
nautunum og færa alla notkun yfir
á ung naut valin út frá erfðamengi.
Mér er ekki ljóst hvort slík þróun er
byrjuð í Evrópu en það mun gerast
mjög bráðlega. Val nautsmæðranna
er að verða eingöngu út frá
erfðamengi. Það þýðir enn meiri
áherslu á nautaval undan fyrsta
kálfs kvígum. Þær er mögulegt
að erfðagreina strax sem ungkálfa
og skipuleggja enn betur en áður
framkvæmd alla við val þeirra.
Rifjum snögglega upp hvernig
erfðaframfarir verða til. Eðlilegast
er að mæla þær í árlegri framför og
ræðst hún af margfeldi úrvalsstyrks
og öryggis í úrvali og síðan er
tímareimin í kerfinu ættliðabilið
sem við deilum í áðurnefnt
margfeldi. Úrvalsstyrkur breytist í
raun hverfandi lítið með að taka upp
úrval út frá erfðamengi. Við þurfum
svipaðan fjölda gripa til viðhalds
stofninum jafnvel virðist mér sem
sumir geri ráð fyrir fremur fleiri
nautum og ástæðum þess verður
síðar vikið að. Öryggi í valinu
breytist. Þegar afkvæmarannsóknir
eru aflagðar þá lækkar eitthvað
öryggi í vali nautsfeðranna en hins
vegar hækkar það umtalsvert fyrir
kýrnar og þá ekki hvað síst fyrir
eiginleika með lágt argengi. Enn
einn þáttur bætist hins vegar við
öryggið. Í núverandi vali hjá okkur
er val ásetningskálfanna eingöngu
ætternisval og þannig meðaltal af
föður- og móðurhliðinni. Það sem
breytist þegar farið er að velja út frá
erfðamengi er að nú getur þú talsvert
ráðið í það hvort það voru góðu eða
slæmu erfðavísarnir sem komu frá
föður og móður gripsins. Þarna
færðu verulegar viðbótaupplýsingar
sem ekki eru fyrir í núverandi vali
og skipta meginmáli. Mestu áhrifin
koma síðan frá tölunum sem við
vorum að skoða, ættliðabilinu, sem
margfaldar hraða breytinganna. Í
heild þýðir þetta aftur á móti að
áhættan í ræktunarstarfinu eykst
eitthvað, smávegis fjölgun nautanna
getur stundum verið þáttur í því að
draga úr áhættu.
Eitt af því sem nokkuð má
sjá rætt í erlendum búfjárritum
er að með þessum breytingum
sé á vissan hátt verið að færa
nautgripakynbæturnar nær því
sem gerist í hænsnum og svínum.
Ræktunarstarfið alþjóðavæðist.
Hinar stóru sæðingarstöðvar
erlendis eru að hætta að tala um
einhver ákveðin naut. Í stað þess eru
vörumerkin ákveðnir eiginleikar.
Þú sem viðskiptavinur pantar sæði
með sem bestum eiginleikum fyrir
þennan eða hinn eiginleikan, ekki
tiltekið naut. Nautin í notkun eru
flokkuð eftir þessu í notkunarflokka
hverju sinni, ekki skiptir öllu máli
hvaða naut er notað nema þá með
tilliti til skyldleika.
Getum við yfirfært þessa tækni?
Svarið er einfaldlega nei, það er ekki
mögulegt við núverandi þróunarstig
tækninnar. Meginskýringin er
sú að kúastofninn er of lítill til
að mögulegt sé að byggja upp
það öryggi í erfðamengisvali
sem hægt sé að sætta sig við.
Erfðamengisvalið byggir á
samtenginu svipfarsupplýsinga
og aflestrar erfðagreiningarinnar.
Til þess eru notuð tölfræðilíkön
sem öðru fremur krefjast feikilega
mikils gagnamagns. Það mikils að
þau geta aldrei orðið til í okkar litla
stofni.
Erlendis eru gríðarmiklar
rannsóknir á möguleikum þess að
nýta upplýsingar frá öðrum kynjum
til þess enn að auka öryggi í úrvali.
Einstaka sinnum hafa menn náð
smávegis árangri í þessum efnum
en miklu oftar að það skilar engu.
Þróaðar hafa verið kenningar um
líkur þess að finna slík sambönd. Í
þeim efnum hefur farið fremstur
Ástralinn, Goddard, sem í dag er
einn þekktasta kynbótafræðingur
í nautgriparækt og einn
grunnfræðimanna í sambandi
við val á grunni erfðamengis.
Þær reikniformúlur sem hann
hefur þróað hafa sem grunnstærð
tímabilið frá því að erfðatengsl
frá einu kyni til annars rofnuðu.
Samkvæmt þeim virðist mér að
mörgum tugum líklegra sé að
erlendis takist að finna einhver
slík tengsl milli holdanauta og
mjólkurkúa en líkur þess að okkur
takist að finna slíkar tengingar við
erlend mjólkurkúakyn. Ekki bæta
þær fréttir stöðu okkar.
Hvað getum við gert?
Í ljósi þess sem að framan er rakið
held ég að verði að meta það hvort
menn í alvöru meti skinsamlega
möguleika á því að halda áfram
kynbótum í íslenska kúastofninum
einangruðum eins og verið hefur í
yfir 100 ár. Velji menn að hverfa frá
því og flytja inn erfðaefni treysti ég
mér ekki til að meta að hve miklu
leyti menn færu að nýta möguleika
erfðatækninnar. Augljóst er hins
vegar að árangurinn erlendis
á síðasta áratug mundi fylgja
með í kaupbæti. Blöndum kynja
sem augljóslega fylgir slíkum
innflutningi bíður að vísu heim
ákaflega spennandi nýtingu
erfðatækninnar.
Velji bændur hins vegar að halda
áfram ræktun íslensku kúnna í
einangrun frá öðrum kúakynjum er
ég sannfærður um að brýn nauðsyn
er til að skoða alla þá möguleika
sem hin nýja tækni býður.
Ein varnaðarorð vil ég samt
strax viðhafa. Hér er farið yfir í að
nýta tækni sem er kostnaðarsöm
í samanburði við flest sem notað
hefur á því sviði hingað til. Þess
vegna er nauðsynlegt að öll verkefni
á þessu sviði sé skipulögð af sem
bestu viti. Menn hafa einfaldlega
ekki efni á að sóa fjármunum í
eitthvert rugl á þessu sviði sem frá
upphafi má vera ljóst að engu skilar.
Af hlutum sem mundu koma að
umtalsverðu gagni í lokuðum stofni
má benda á mat á raunverulegri
skyldleikarækt einstaklinga. Með
að geta greint erfðaefni frá hvoru
foreldri er mögulegt að meta þetta
mun nákvæmar en að reikna út frá
ætternisupplýsingum. Afkvæmi
hálfsystkina geta verið að dreifast á
allt bilið frá að vera með öllu óskyld
yfir í skyldleika afkvæma alsystkina
þó að við reiknum þau öll jafnskyld
út frá ætternisupplýsingum. Slíkt
fer að verða brýnt í litlum stofni
sem fer að komast á það stig sem
mér sýnist íslensku stofninn núna.
Mögulegt er að sérstakar samsætur
megi finna í íslenska stofninum,
stórvirka erfðavísa trúi ég ekki
mikið á, þá værum við búin að finna
væru þeir fyrir hendi, svo ruglaðir
höfum við fjandakornið ekki
verið. Hugmyndina um sérstakar
samsætur hafa ákveðinn stuðning
úr rannsóknum Braga og Emmu á
mjólkurpróteinum fyrir um áratug.
Ég vil ljúka þessum sundurlausu
punktum með því að segja að eitt
mesta framlag rannsókna á vali út
frá erfðamengi er að endanlegar
sönnur eru komnar á það að mest
af eldsneytinu sem við höfum til að
vinna með í ræktunarstarfinu fyrir
nær alla mikilvæga eiginleika eru
lítil áhrif hvers einstaks erfðavísis
en þeir eru í hundraðatali oft að baki
einstökum eiginleika og þess vegna
er erfðabreytileikinn ákaflega
dýrmæt auðlind fyrir komandi
kynslóðir manna og dýra.
0
10
20
30
40
50
6 7 8 9 10 11 12
Fö
ld
ij
Aldur ár
Aldur feðra
0
5
10
15
20
25
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12Aldur móður
Fj
öl
di
Aldur mæðra
Þróun erfðaeðlis bandarískra nauta fyrir annars vegar mjólkurmagn og hins
vegar heildareinkunn á síðustu árum.
Aldur mæðra nautanna fæddra frá 2009 til 2012 sem komu til notkunar á
Nautastöð BÍ.
Aldur feðra nautanna fæddra frá 2009 til 2012 sem komu til notkunar á
Nautastöð BÍ.