Bez genetyki nie ma hodowli

Chociaż zabrzmi to dosyć kolokwialnie, ani się obejrzeliśmy, a federacyjnemu Laboratorium Genetyki Bydła w Parzniewie stuknęło sześć lat. Co najważniejsze, nie był to czas stracony, bo działalność jednostki stale się rozwija i z dumą możemy powiedzieć, że polska hodowla bydła bardzo zyskała dzięki zaangażowaniu jej pracowników. Dlatego uznaliśmy, że warto pokazać, co tam się działo w ostatnich latach, nad czym trwają prace i jakie są plany na przyszłość.

tekst i zdjęcia: Mateusz Uciński

Laboratorium Genetyki Bydła Polskiej Federacji Hodowców Bydła i Producentów Mleka działa od 2015 r. Rok wcześniej rozpoczęto rozmowy z firmą Analityk, która je zbudowała i wyposażyła od A do Z, włącznie z projektem funkcjonalnym. W styczniu 2015 r. zatrudniono zespół specjalistów mających prowadzić badania, a już w marcu nastąpiło uroczyste otwarcie. Od tamtej pory laboratorium działa praktycznie bez żadnych przerw, jedynie kilka elementów zostało zmienionych i udoskonalonych. Placówka posiada dwie pracownie – izolacji DNA i wykonania mikromacierzy. Spełniają one wszystkie wymagania i standardy laboratoriów badawczych: posiadają regulowane ciśnienie w pomieszczeniach, odpowiednie zabezpieczenia i zostały wyposażone w najwyższej klasy sprzęt badawczy.

Genom bez tajemnic

Laboratorium początkowo koncentrowało się na jednej konkretnej usłudze, a mianowicie na genotypowaniu do celów szacowania genomowej wartości hodowlanej. W pracowniach prowadzi się badania analityczne nad genomem krów, których wyniki są następnie przesyłane do Instytutu Zootechniki w Balicach, gdzie dokonuje się finalnych obliczeń i określa wartości hodowlane sprawdzanych sztuk. Podział prac wynika z przepisów polskiego prawa, według których Instytut jest jednostką ustawowo uprawnioną do wykonywania takich obliczeń i posiadającą wyłączność na tego typu działania. Obecnie genomowa wartość hodowlana szacowana jest sześć razy w roku. W 2020 r. w Laboratorium Genetyki Bydła w Parzniewie, na potrzeby szacowania wartości hodowlanej, zgenotypowano rekordową liczbę samic pochodzących z polskich stad hodowlanych (5731 sztuk).

Po kilku latach działalności rozszerzono ofertę i rozpoczęto prace nad wdrożeniem dwóch nowych usług. Pierwszą z nich jest analiza pochodzenia zwierząt, w której wykorzystywany jest najnowszy i bardzo popularny na świecie standard pracy na tzw. SNP-ach, czyli na mutacjach pojedynczych nukleotydów w DNA. Podczas wspomnianych prac bazuje się na wytycznych opracowanych przez ISAC i ICAR, a przy okazji wdrażania tego projektu laboratorium nawiązało liczne kontakty międzynarodowe, które zaowocowały stałą współpracą, m.in. w zakresie wymiany informacji dotyczących genetyki i pochodzenia ojców krów.
– Jest to usługa, którą świadczymy już od ponad dwóch lat – informuje Dariusz Kamola, kierownik Laboratorium Genetyki Bydła. – Praktycznie każde zwierzę, które jest u nas badane pod kątem wartości hodowlanej, ma również weryfikowane pochodzenie. Robimy to, żeby mieć pewność, że wszystkie nasze wyliczenia są realizowane po właściwych rodzicach.

Kolejną usługą, na której skupiło się laboratorium, jest analiza cech jednogenowych, podczas której badane są dwie grupy. Pierwszą stanowią cechy użytkowe, takie jak β-kazeina, ciesząca się dużym zainteresowaniem wśród hodowców i przedstawicieli rynku mleczarskiego. Wynika to z faktu, że β-kazeina A2A2 służy do wytwarzania produktów spożywczych przeznaczonych dla alergików. Zaznaczyć należy, że analiza zwierząt wyłącznie w celu identyfikacji osobników o genotypie A2A2 w 2020 r. stanowiła ponad 10% całkowitej liczby genotypowań, co świadczy o ogromnym zainteresowaniu tą cechą i jej dużym potencjale ekonomicznym. Drugą grupą cech, nad którą będzie pracować laboratorium, jest określanie genu odpowiadającego za produkcję przez krowy ĸ-kazeiny, bardzo pożądanej w przemyśle mleczarskim ze względu na o wiele lepsze parametry technologiczne przy produkcji serów (od 7–20% zwiększona wydajność w obróbce mleka). Niedługo, w ramach określania cech jednogenowych, pojawi się także bezrożność bydła. Warto zauważyć, że nowa usługa pozwala kontrolować możliwość wystąpienia dwunastu chorób genetycznych w stadzie, tj.:

  • BLAD – syndrom wrodzonego braku odporności;
  • CDH – deficyt cholesterolu, Citrulinemia;
  • BLIND_RP1 – zwyrodnienie barwnikowe siatkówki;
  • DUMPS – niedobór syntetazy monofosforanu urydyny;
  • FXI – niedobór czynnika XI;
  • HH1 – haplotyp 1;
  • HH3 – haplotyp 3;
  • HH4 – haplotyp 4;
  • HH5 – haplotyp 5;
  • HH6 – haplotyp 6;
  • HH7 – haplotyp 7.

– Szczególnie ważne, moim zdaniem, jest określanie braków czynnika XI, odpowiadającego za krzepliwość – akcentuje pan Kamola. – Nie jest to u zwierząt choroba śmiertelna, za to jest schorzeniem bardzo ważnym ekonomicznie, gdyż powoduje ono większą podatność na zranienia, krwotoki, a do tego definiuje często niższą produktywność i zapadalność na typowe choroby bydła. Oprócz tego w naszych analizach określamy cały pakiet wad letalnych, występujących na poziomie ciążowym, czyli haplotypów holsztyńskich, które powodują zamieranie zarodków. Kolejną rzeczą, do której chcielibyśmy dążyć, jest modernizacja DoKo, czyli programu do kojarzeń, tak aby można było tworzyć subpopulacje celowane i efektywnie wykorzystywać te informacje w kojarzeniach. Marzy się nam stworzenie modelu krowy idealnej genetycznie, a przynajmniej optymalnej, gdzie będziemy mogli monitorować różne cechy i eliminować wady, np. kłaść większy nacisk na to, by zwierzęta heterozygotyczne, będące nosicielami chorób, nie spotykały się w kojarzeniach, co w oczywisty sposób przełoży się na ekonomię hodowli. Genetyka daje nam możliwości, aby nie eliminować zwierząt obciążonych genetycznie, jednocześnie posiadających ogromny potencjał hodowlany, lecz poprzez odpowiedni dobór podczas kojarzeń uzyskać potomstwo możliwie wolne od wad genetycznych, a posiadające wysoką wartość hodowlaną. Ale nie czarujmy się, patrząc z naukowego punktu widzenia, popartego badaniami, najlepsze zwierzęta „lubią” mieć wadliwe cechy i w takich przypadkach typowo eugeniczna eliminacja ich z populacji byłaby ogromnym błędem, chociażby z ekonomicznego punktu widzenia. Przy dzisiejszej technologii genetycznej, możemy monitorować wiele cech i do kojarzenia użyć buhaja, o którym wiemy, że może mieć jakieś wady, aby połączyć go ze zdrową krową, i już w 2–3 dni od wycielenia po pobraniu próbki od cielęcia jesteśmy w stanie sprawdzić, czy spełnia ono nasze oczekiwania, np. ma wysokie indeksy produkcyjne i jest wolne od wad genetycznych rodziców.

Szybko dążymy do poziomu, jaki reprezentują kraje takie jak Francja czy Niemcy, gdzie genetyka stała się już rutynowym narzędziem hodowlanym, takim jak w Polsce jest ocena wartości użytkowej bydła mlecznego

Czas zaufać genetyce

Jak widać na powyższym przykładzie, współczesna genetyka bardzo zmieniła oblicze hodowli zwierzęcej i całokształtu nauki z nią związanej. Jak przekłada się to na działalność Laboratorium Genetyki Bydła? Bardzo pozytywnie, gdyż z roku na rok rośnie liczba genotypowanych zwierząt, chociaż pracownicy tej jednostki badawczej zwracają uwagę, że obserwując podejście rodzimych hodowców do tej gałęzi nauki, zaobserwować można całe spektrum zachowań. Poczynając od tych, którzy nie wierzą w genetykę (na szczęście ich szeregi maleją), po duże hodowle, które są bardzo mocno zaangażowane w prace ze swoimi stadami i procesy selekcji genomowej. Jest też grupa pasjonatów genetycznych, którzy swoje zwierzęta wyprowadzają na bardzo wysoki poziom hodowlany, w myśl zasady, że nie ma takiej informacji, która się nie przyda. Dariusz Kamola zwraca uwagę, że bardzo szybko dążymy do poziomu, jaki reprezentują kraje takie jak Francja czy Niemcy, gdzie genetyka stała się już rutynowym narzędziem hodowlanym, podobnie jak w Polsce ocena wartości użytkowej bydła mlecznego.
– Bez genetyki nie ma hodowli! – podkreśla z mocą kierownik laboratorium. – Jest to bezcenne źródło informacji i narzędzi hodowlanych, a obserwując statystyki napływających do nas próbek, widzimy, że są hodowcy, którzy genotypują od początku istnienia naszego laboratorium, ale też cały czas pojawiają się nowi, którzy chcą korzystać z tego, co im oferujemy. Widzimy, że już sami proszą o przygotowanie szerszych analiz. Ale za tym stoją lata pracy Federacji, edukowanie hodowców, organizowanie konferencji naukowych, a także potężna wymiana pokoleniowa, którą obserwujemy obecnie w polskich gospodarstwach, a młodzi hodowcy patrzą na genetykę bardzo przychylnym okiem.

Laboratorium Genetyki Bydła PFHBiPM w najbliższym czasie planuje nadal rozwijać badania cech jednogenowych, poszukiwać nowych elementów i intensywnie wdrażać określanie genu odpowiadającego za produkcję ĸ-kazeiny. Przewidywane są prace nad możliwością eksportu tych danych do aplikacji Stado OnLine, a także modyfikacja programu DoKo w celu tworzenia subpopulacji produkcyjnych. To wymaga dużo pracy, ale jednocześnie daje ogromne możliwości, z których korzystać mogą wszyscy rodzimi hodowcy. 