Selekcja genomowa w rasie norweskiej czerwonej

Rasa norweska czerwona (NRF) wg Geno SA jest obecnie dominującą rasą mleczną w Norwegii, posiadającą ponad 200 tys. krów w krajowej populacji. Stado bydła tej rasy w Norwegii liczy średnio niecałe 31 krów. Średnia wydajność mleczna kształtuje się na poziomie ponad 8 tys. litrów. Jego wyjątkowa płodność, zdrowie, umiarkowany rozmiar ciała i solidna produkcja mleka stanowią główne przyczyny zwiększenia się rentowności producentów tego surowca. Bydło to jest wykorzystywane do krzyżowań w ponad 30 krajach na świecie, a firma Geno posiada przedstawicielstwo także w Polsce.

tekst: Marcin Szałański, na podstawie wykładu dr. Janeza Jenko

Historia programu hodowlanego dla rasy norweskiej czerwonej
Początki rasy sięgają lat 30. XX wieku. Ustanowienie rasy miało miejsce w 1935 roku. Sztuczne unasienianie rozpoczęto już w latach 40., dystrybucja nasienia w Norwegii trwa od 1965. Testowanie na potomstwie rozpoczęło się w 1952, w 1971 rozpoczęto hodowlę na poprawę płodności, a w 1975 rejestrację cech dotyczących zdrowia. Ocena na podstawie modelu ojca została wprowadzona w 1978, a na podstawie modelu zwierzęcia – w 1999. Pełne przejście na selekcję genomową miało miejsce w 2016. Od 2018 produkuje się nasienie seksowane oraz zarodki. Od niedawna dokonuje się także pomiarów emisji metanu, pobrania paszy oraz sekwencjonuje się buhaje.

Postęp hodowlany
Postęp hodowlany w rasie norweskiej czerwonej jest coraz większy z roku na rok. Mierzy się go za pomocą kompleksowego indeksu, zawierającego wszystkie pożądane cechy – Total Merit Index (TMI). Wagi w tym indeksie zmieniały się na przestrzeni lat. Od lat 70. coraz większą rolę grały cechy dotyczące zdrowia, a coraz mniejszą cechy produkcyjne. Obecnie cechy produkcyjne zyskały nieco na znaczeniu, jednak najważniejszą składową TMI jest indeks budowy wymienia. Ważną rolę odgrywa także płodność. Warto wspomnieć, że pomimo mlecznego charakteru rasy, TMI zawiera też indeks mięsności.

Czynniki wpływające na postęp hodowlany w rasie norweskiej czerwonej
Kluczowym czynnikiem wpływającym na postęp hodowlany jest dokładność – im dokładniejsze jest szacowanie wartości hodowlanych, tym pewniejszy może być hodowca, że wartości hodowlane, które otrzymuje, odpowiadają rzeczywistej wartości genetycznej zwierząt – innymi słowy, tym pewniejsze są rankingi zwierząt. Wtedy rośnie dokładność selekcji. Im dokładniejsza jest selekcja, tym większy jest postęp hodowlany.

W rasie norweskiej czerwonej stosowana jest obecnie selekcja genomowa, a dokładność oceny dla wydajności mlecznej w tej rasie wynosi 0,9, dzięki coraz większej populacji referencyjnej. Taka dokładność pozwala na duże postępy hodowlane.

Innym czynnikiem pozwalającym na zwiększanie postępu hodowlanego jest zmniejszanie odstępu pokoleń. Nie jest to obecnie osiągalne dla samic, można to jednak osiągnąć dla samców. Odstęp pokoleń pomiędzy ojcami buhajów oraz ojcami matek został w ostatnich 10 latach zmniejszony dwukrotnie.

Inbred
Współczynnik inbredu w rasie holsztyńsko-fryzyjskiej cały czas rośnie, podczas gdy w rasie norweskiej czerwonej rośnie jedynie nieznacznie. Tymczasem w rasie holsztyńsko-fryzyjskiej dochodzi on już do 9–10%, w rasie norweskiej czerwonej kształtuje się na poziomie około 3%. NRF posiada zatem solidną podstawę do przyszłego postępu hodowlanego.

Selekcja genomowa w rasie norweskiej czerwonej
Obecnie proces wyboru buhajków stosowanych do sztucznego unasieniania krów i jałówek oraz proces wyboru dawczyń zarodków są znacznie krótsze niż do 2015 roku, kiedy testowano zwierzęta tylko na podstawie ich potomstwa. Wprowadzona od 2016 roku selekcja genomowa umożliwiła uzyskanie wartości hodowlanych dla zgenotypowanych buhajków i jałówek na bardzo wczesnym etapie ich życia, co przyspieszyło znacznie ich selekcję w celu sztucznego unasieniania oraz dawstwa zarodków. W Norwegii znajduje się ok. 200 tys. krów rasy norweskiej czerwonej, dlatego można przyjąć, że na każde pokolenie przypada po ok. 100 tys. jałówek i buhajków. Około 8 tys. buhajków oraz 22 tys. jałówek jest genotypowanych. Z tej puli 50 ocenionych genomowo buhajków jest typowanych na dawców nasienia i 90 jałówek typowanych jest na dawczynie zarodków. Wyniki oceny genomowej trafiają do hodowcy i na tej podstawie hodowca dokonuje selekcji. Od otrzymania próbek DNA poprzez laboratorium do odesłania przez Geno wyników genomowej oceny wartości hodowlanej do hodowcy mija od 4 do 8 tygodni.

Im liczniejsza populacja referencyjna, tym wyższa dokładność oceny. Populacja referencyjna dla rasy norweskiej czerwonej podwoiła się w ciągu ostatnich dwóch lat i obecnie wynosi 88 tys. zwierząt dla cech produkcyjnych, płodności i cech zdrowia oraz 41 tys. zwierząt dla cech funkcjonalnych.

Przyszłość rasy
– cechy o wzrastającym znaczeniu w celu hodowlanym
Główne cele hodowlane to zmniejszanie wpływu na środowisko i dalsze zwiększanie rentowności hodowli.
Efektywność żywienia: koszty paszy to ponad 50% wszystkich kosztów produkcji mleczarskiej. Geno mierzy pobranie paszy dla tysiąca zwierząt z 14 stad wyposażonych w roboty udojowe. Robi to w celu budowania populacji referencyjnej. Cel: wartości hodowlane dla efektywności żywienia, włączenie efektywności żywienia do TMI (2023/24). Odziedziczalność tej cechy kształtuje się między 0,18 i 0,34, co pozwala na efektywną selekcję. Różnice pomiędzy buhajami dla tej cechy pozwalają na oszczędności rzędu kilkuset złotych na córkę.

Redukcja emisji metanu: Emisje gazów cieplarnianych z rolnictwa stanowią 8% całościowej emisji w Norwegii, a połowa z tych emisji to metan produkowany przez przeżuwacze. Cel: pobranie indywidualnych pomiarów emisji metanu od tysiąca krów rocznie, opracowanie indeksu hodowlanego dla emisji metanu, włączenie indeksu do TMI. Oczekiwana odziedziczalność to 0,18.

Bezrożność: obecnie 40–50% wszystkich krów jest bezrożnych. Liczba ta staje się coraz większa z pokolenia na pokolenie. Geno wykorzystuje algorytmy uczenia maszynowego do przewidywania wariantu bezrożności dla niezgenotypowanych osobników.

Możliwości wprowadzania nowych cech do programu hodowlanego rasy norweskiej czerwonej analizowane są przy wykorzystaniu narzędzia, które pozwoliło na cyfrowe odwzorowanie doskonalonej populacji i pozwala na przewidywanie konsekwencji wzbogacania programu hodowlanego o kolejne cechy. 