Czym właściwie jest genomowanie

Genomowanie to proces, wykorzystujący informacje zapisane w DNA zwierzęcia do dokładniejszego określenia jego potencjału genetycznego. Jednym z jego podstawowych etapów jest genotypowanie, czyli analiza markerów genetycznych, pozwalająca określić profil DNA danego zwierzęcia.

Każde zwierzę dziedziczy połowę DNA po matce i połowę po ojcu, ale pełne rodzeństwo nie otrzymuje dokładnie tego samego zestawu genów. Dwie pełne siostry się więc różnić tym, co faktycznie odziedziczyły po rodzicach.

Rodowód pozwala przewidzieć, jakiego potencjału można się spodziewać, natomiast genomika pokazuje, co konkretne zwierzę faktycznie odziedziczyło. Dzięki temu można już u młodych osobników lepiej oszacować ich wartość genetyczną, wykrywać nosicielstwo wybranych defektów genetycznych, potwierdzać pochodzenie i wcześniej podejmować decyzje hodowlane.

Jak wygląda cały proces?

Cały proces zaczyna się od pobrania niewielkiego wycinka tkanki z ucha zwierzęcia. Próbka trafia następnie do laboratorium, gdzie izolowane jest DNA i analizowane są tysiące markerów genetycznych SNP rozmieszczonych w całym genomie.

Na podstawie uzyskanego profilu genetycznego oraz danych zgromadzonych w bazach referencyjnych wyliczane są oceny genomiczne dla poszczególnych cech i indeksów. Jednocześnie możliwe jest określenie m.in. wariantów białek mleka, nosicielstwa wybranych defektów genetycznych i haplotypów oraz weryfikacja pochodzenia. Końcowym etapem jest udostępnienie wyników hodowcy w systemie, gdzie można analizować zarówno pojedyncze zwierzęta, jak i całe grupy.

Image

pobranie wycinka ucha → izolacja DNA → genotypowanie SNP 
→ obliczenie wyników genomicznych → analiza wyników

Dlaczego genomika  daje więcej niż ocena „na oko”?

Dlaczego genomika 
daje więcej niż ocena „na oko”?

Młoda jałówka może mieć bardzo dobrych rodziców i dobrze wyglądać, a mimo to odziedziczyć słabszy zestaw genów niż jej pełna siostra. Na to, jak zwierzę wygląda i jakie osiąga wyniki, wpływają nie tylko geny, ale też żywienie, zdrowie, odchów i warunki utrzymania. Genomika pozwala sprawdzić coś, czego nie widać gołym okiem- jaki potencjał genetyczny ma dane zwierzę i co może przekazać potomstwu. Ma to szczególne znaczenie u cieląt i jałówek, które nie mają jeszcze własnych wyników. Dzięki genomice ważne decyzje hodowlane można podejmować dużo wcześniej.

Co hodowca może zyskać?

Genomika pozwala na wcześniejsze sprawdzenie, które jałówki mają największy potencjał genetyczny, a następnie odpowiednie zaplanowanie ich wykorzystania w stadzie. Łatwiej zdecydować, u których samic warto zastosować nasienie seksowane, które wykorzystać w ET lub IVF, a które przeznaczyć głównie do krycia nasieniem konwencjonalnym lub buhajów mięsnych.

Na tej podstawie można podzielić stado na grupy:

·       Najlepsze genetycznie samice można intensywniej wykorzystywać w hodowli, stosując nasienie seksowane, najlepsze buhaje, ET lub IVF;

·       Środkową część stada można wykorzystywać do remontu przy użyciu odpowiednio dobranych buhajów mlecznych;

·       Najsłabszą genetycznie część stada można kryć nasieniem buhajów mięsnych, ograniczając pozostawianie po niej jałówek na remont.

Dzięki temu remont stada i dalsza praca hodowlana opierają się przede wszystkim na samicach o najwyższym potencjale genetycznym, a kolejne pokolenia są planowane bardziej świadomie.

Genomika to nie tylko mleko

Genomika często kojarzy się głównie z wydajnością mleczną. W rzeczywistości pozwala ocenić znacznie więcej cech ważnych w hodowli. Możemy analizować między innymi mleko, tłuszcz i białko, ale także cechy związane ze zdrowiem, płodnością, długością użytkowania, przebiegiem wycieleń oraz pokrojem, w tym budową wymienia, nóg i racic. Oceny genomiczne powstają na podstawie dużej liczby danych o zwierzętach, ich rodowodach, wynikach użytkowości i genotypach. Dzięki temu można dokładniej oszacować wartość genetyczną zwierzęcia. Celem pracy hodowlanej nie jest więc tylko uzyskanie krowy dającej więcej mleka. Chodzi o zwierzę, które dobrze produkuje, jest zdrowe, płodne, funkcjonalne i pozostaje w stadzie przez wiele laktacji.

Jaką rolę pełni Elevate?

Elevate® firmy Semex to nie tylko badanie genomiczne, ale także narzędzie do analizy wyników pojedynczych zwierząt i całego stada.

Hodowca otrzymuje oceny genomiczne w indeksach LPI i TPI, a także informacje dotyczące m.in. beta-kazeiny, kappa-kazeiny, beta-laktoglobuliny, czerwonego umaszczenia, bezrożności, haplotypów i wybranych defektów genetycznych.

Ważną zaletą jest również automatyczna aktualizacja ocen wraz z kolejnymi oficjalnymi wycenami, bez konieczności ponownego genotypowania i bez dodatkowych kosztów.

Wyniki są dostępne również z poziomu telefonu, mogą być pobierane do Excela, a rozbudowane menu pozwala analizować całe stado, porównywać grupy zwierząt i obserwować trendy genetyczne.

Elevate udostępnia także dodatkowe wyniki i indeksy Semex związane m.in. z odpornością oraz przydatnością do doju automatycznego, takie jak Immunity+®, Calf Immunity™ czy Robot+™.

Genomika to nie tylko mleko

Immunity+ i Calf Immunity - genetyczny potencjał odporności

Jednym z wyróżników Elevate są autorskie indeksy Semex związane z odpornością zwierząt: Immunity+® oraz Calf Immunity™. Dzięki nim hodowca otrzymuje dodatkową informację o genetycznym potencjale zwierzęcia w zakresie odpowiedzi immunologicznej, której nie dostarczają standardowe indeksy produkcyjne czy pokrojowe. Immunity+® opiera się na technologii High Immune Response, rozwijanej na University of Guelph, i pozwala selekcjonować zwierzęta pod kątem genetycznie uwarunkowanej zdolności do skutecznej odpowiedzi immunologicznej. Uzupełnieniem jest Calf Immunity™, czyli indeks odnoszący się do genetycznego potencjału odporności cieląt. Oba indeksy rozszerzają klasyczną ocenę genomiczną o informacje dotyczące odporności i pozwalają uwzględniać zdrowotność, jako kolejny element pracy hodowlanej obok produkcji, pokroju czy płodności.

Białka mleka - kazeiny i beta-laktoglobulina

Genotypowanie pozwala również określić warianty genów odpowiadających za wybrane białka mleka. W Elevate informacje dotyczące beta-kazeiny, kappa-kazeiny oraz beta-laktoglobuliny są dostępne już w podstawowym zakresie badania.

Beta-kazeina jest najczęściej rozpatrywana pod kątem wariantów A1 i A2. Genotyp A2A2 oznacza, że zwierzę posiada dwie kopie allelu A2 i zawsze przekazuje potomstwu wariant A2. Pozwala to świadomie prowadzić hodowlę w kierunku stada A2A2.

Kappa-kazeina ma szczególne znaczenie dla właściwości technologicznych mleka. Wariant B, a zwłaszcza genotyp BB, jest ceniony ze względu na korzystne właściwości koagulacyjne mleka, dlatego może być istotny w stadach produkujących mleko przeznaczone do przetwórstwa serowarskiego.

Beta-laktoglobulina jest głównym białkiem serwatkowym mleka. Jej warianty genetyczne, najczęściej AA, AB i BB, wpływają na proporcje białek mleka i jego właściwości technologiczne.

Dzięki tym informacjom hodowca może uwzględniać w pracy hodowlanej nie tylko ilość produkowanego mleka, ale również jego skład i przydatność technologiczną.

Potwierdzenie pochodzenia i kontrola inbredu

Elevate umożliwia potwierdzenie pochodzenia zwierzęcia oraz korektę błędów w rodowodzie. W przypadku brakujących danych możliwe jest także uzupełnienie rodowodu, jeśli potencjalny ojciec znajduje się w północnoamerykańskiej bazie i dostępny jest jego profil genetyczny. Dzięki temu genotypowanie może nie tylko zweryfikować wpisane pochodzenie, ale również pomóc w identyfikacji ojca tam, gdzie wcześniej brakowało takiej informacji.

Dokładna informacja o pochodzeniu ma również znaczenie przy kontroli inbredu i planowaniu kojarzeń, ponieważ pozwala lepiej ocenić stopień spokrewnienia zwierząt i ograniczać narastanie inbredu w stadzie.

Pistolet do genomowania

Defekty genetyczne i haplotypy

Genotypowanie pozwala również wykrywać nosicielstwo wybranych defektów genetycznych i niekorzystnych haplotypów. Wiele z nich dziedziczy się recesywnie, dlatego nosiciel może być całkowicie zdrowy i jednocześnie przekazywać niekorzystny wariant potomstwu. Największe ryzyko pojawia się wtedy, gdy kojarzone są ze sobą dwa zwierzęcia będące nosicielami tego samego defektu. Może to prowadzić do problemów z płodnością, obumierania zarodków, poronień, wad rozwojowych lub narodzin chorych cieląt. Informacja o nosicielstwie nie oznacza więc automatycznie konieczności wykluczenia wartościowego zwierzęcia z hodowli. Pozwala przede wszystkim świadomie planować kojarzenia i unikać połączeń niosących podwyższone ryzyko wystąpienia wad genetycznych.

Jak czytać wyniki genomiczne?

Wynik genomiczny pokazuje potencjał genetyczny zwierzęcia, a nie dokładny obraz tego, jak dana krowa będzie wyglądała lub jaki wynik osiągnie w stadzie. Genomika pozwala wcześniej ocenić zwierzęta pod względem takich cech jak: produkcja, zdrowie, płodność, długowieczność czy pokrój i porównywać je między sobą, jeszcze zanim pojawią się ich własne wyniki użytkowości.

Fenotyp (to co możemy zobaczyć i ocenić) jest jednak efektem zarówno genetyki, jak i środowiska. Dlatego dwie krowy o podobnym potencjale genetycznym mogą osiągać różne wyniki w zależności od żywienia, odchowu, zdrowia, warunków utrzymania i sposobu zarządzania stadem.

Największą wartością genomiki nie jest więc przewidywanie konkretnego wyniku pojedynczej krowy, ale trafniejsze porównywanie zwierząt i podejmowanie lepszych decyzji w pracy hodowlanej.

Najważniejsza przewaga dla hodowcy

Cały sens Elevate nie sprowadza się do samego wykonania badania DNA. Najważniejsze jest wykorzystanie uzyskanych informacji w praktyce.

Elevate porządkuje w jednym miejscu informacje dotyczące wartości genomicznych, białek mleka, haplotypów, defektów genetycznych oraz dodatkowych wyników dostępnych w ramach Semex, takich jak Immunity+ i Calf Immunity, a oceny zwierząt są aktualizowane wraz z kolejnymi oficjalnymi wycenami.

Dzięki temu decyzje dotyczące selekcji, remontu stada i dalszej pracy hodowlanej mogą w coraz większym stopniu opierać się na konkretnych danych.