Strategie hodowlane przyszłości. Indeks PF, genomika, AI i rasy zachowawcze

Indeks, genom, dane i tradycja. Tych kilka słów będzie definiowało hodowlę bydła mlecznego. Które z nich ukształtuje najbardziej przyszłość produkcji mleka?

Dr hab. Sebastian Mucha

• Praca hodowlana i zmiany indeksu Produkcja i Funkcjonalność. Ewolucja tego indeksu odzwierciedla zmieniające się cele ekonomiczne i środowiskowe nowoczesnych gospodarstw mlecznych. Zmiany w indeksie mają na celu wyhodowanie krów jeszcze lepszych, które sprostają wymaganiom współczesnego rynku mleka.

• Genomika. Selekcja genomiczna zrewolucjonizowała tempo postępu genetycznego w stadach bydła. Szacowanie wartości hodowlanej na podstawie DNA pozwala na skrócenie odstępu między pokoleniami i szybszą identyfikację wybitnych osobników. Intensywna selekcja niesie ze sobą ryzyko ujawniania się ukrytych wad. Naukowcy pracują nad zwalczaniem defektów genetycznych, takich jak haplotypy holsztyńskie i słabość mięśni.

• Hodowla w erze cyfrowej. Współczesna obora coraz bardziej opiera się na systemach zarządzania stadem, czujnikach i sztucznej inteligencji. Cyfryzacja nie zastępuje hodowcy, lecz daje mu precyzyjne narzędzia do szybkiego reagowania. Przyszłość będzie należała do integracji systemów cyfrowych z wiedzą zootechniczną.

• Zachowanie ras rodzimych. W pogoni za wysoką  wydajnością nie można zapominać o bioróżnorodności i unikalnym potencjale ras rodzimych. Potrzebna jest intensyfikacja programów ochrony i doskonalenia tych populacji. Stanowią one strategiczny zasób na biologiczne wyzwania przyszłości.

Poprawa dobrostanu zwierząt, redukcja emisji gazów cieplarnianych, cyfryzacja zarządzania stadem i ochrona rodzimych zasobów genetycznych to główne kierunki, na których skupiać się będzie krajowa hodowla bydła – podkreślali eksperci podczas XXXI Szkoły Zimowej Hodowców Bydła w Zakopanem.

Wiodącym hasłem tegorocznego spotkania było „Bydło przyszłości – przyszłość bydła”. Jak zawsze organizatorzy zadbali o bogaty program wypełniony doniesieniami związanymi z aktualnymi tematami z zakresu hodowli bydła. Inauguracyjny wykład wygłosił dyrektor IZ-PIB dr Tomasz Jacek, który nakreślił stan obecny i perspektywy rozwoju chowu i hodowli bydła w Polsce. Był to dobry wstęp do dyskusji o przyszłości hodowli w kontekście zmieniającej się sytuacji rynkowej oraz wymogów środowiskowych i dobrostanowych.

Łatwiejsza praca hodowlana

Szczególne znaczenie miał drugi dzień konferencji, który był poświęcony genetyce i hodowli bydła. Podczas pierwszej sesji skupiono się na nowościach w hodowli bydła. Doktor Katarzyna Rzewuska z Centrum Genetycznego PFHBiPM zaprezentowała kolejny krok na drodze rozwoju oceny genetycznej rasy holsztyńsko-fryzyjskiej. Po ubiegłorocznym wdrożeniu oceny jednostopniowej przyszedł czas na wdrożenie nowej formuły naszego głównego indeksu selekcyjnego – Produkcja i Funkcjonalność, którego ostatnia aktualizacja miała miejsce w 2014 r. Warto w tym miejscu przypomnieć, że nowy indeks PF jest znacznie lepiej dopasowany do aktualnych uwarunkowań hodowlanych i oczekiwań hodowców. Formuła indeksu została wzbogacona o nowe cechy funkcjonalne, takie jak przebieg porodów, zdolność udojowa oraz zdrowotność racic. Jednocześnie uproszczeniu uległa konstrukcja formuły indeksu, dzięki czemu możliwe jest samodzielne obliczenie indeksu PF z jego składowych podindeksów. Wzrosła również precyzja obliczania indeksu, co przełożyło się na znacznie lepsze różnicowanie buhajów, a tym samym łatwiejszą pracę hodowlaną.

Uwaga na defekty genetyczne

Generowanie postępu genetycznego przy wykorzystaniu indeksów selekcyjnych, takich jak PF czy też IE, to pierwszy ważny element pracy hodowlanej. Kolejną, równie ważną kwestią jest maksymalne wykorzystanie wszystkich informacji zawartych na mikromacierzach SNP służących do genotypowania. Oprócz samej oceny genomowej, mikromacierze SNP umożliwiają również precyzyjną weryfikację pochodzenia zwierzęcia oraz dostarczają bezcennych informacji na temat tzw. szczególnych cech genetycznych. To ostatnie zagadnienie zostało szeroko omówione podczas wykładu prof. Stanisława Kamińskiego z Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie, który prowadzi badania naukowe w tym zakresie od samego początku selekcji genomowej w Polsce. Profesor Kamiński w swoim wystąpieniu, oprócz przedstawienia rysu historycznego oraz znaczenia monitorowania defektów genetycznych, przybliżył również nowinki i wyzwania w zakresie zwalczania niekorzystnych defektów genetycznych, takich jak chociażby haplotypy holsztyńskie (HH) wywołujące zamieranie zarodków, słabość mięśni (MW) prowadząca do śmierci cieląt oraz niedobór retencji jelitowej leukocytów (BLIRD) stanowiący zaburzenie w funkcjonowaniu układu immunologicznego.

Podkreślono także istotność monitorowania populacji, aby ograniczać rozprzestrzenianie znanych mutacji oraz stymulować zbieranie danych i wykrywanie nowych defektów, które wiążą się z istotnymi stratami ekonomicznymi hodowców. W tym aspekcie kluczowa jest współpraca pomiędzy hodowcami i lekarzami weterynarii, którzy powinni zgłaszać przypadki rzadkich chorób i konsultować je z naukowcami. Ci ostatni mają wówczas możliwość ich analizy pod kątem identyfikacji markerów powiązanych z występowaniem defektów.

Kluczową sprawą jest również unikanie kojarzenia dwóch zwierząt będących nosicielami wad genetycznych. W tym aspekcie hodowców wspomaga program DoKo, który wykorzystywany jest przez doradców hodowlanych PFHBiPM. Informacje o szczególnych cechach genetycznych samic (w tym również wadach) można znaleźć w podsumowaniu stada na stronie cgen.pl.

Hodowla bydła w erze cyfrowej

Dawid Słomian z Instytutu Zootechniki PIB przybliżył uczestnikom perspektywę przyszłości hodowli bydła w erze cyfrowej. Zaprezentowano wizję przejścia od tradycyjnych metod do rolnictwa precyzyjnego opartego na danych pochodzących z szerokiego spektrum sensorów oraz kamer, które są przetwarzane i interpretowane przez algorytmy sztucznej inteligencji. Umożliwia to zbieranie ogromnej ilości danych o każdej krowie, które następnie mogą służyć do skutecznego i efektywnego zarządzania stadem, jak również do poszerzania oceny genetycznej o nowe cechy. Ważnym aspektem jest też możliwość przewidywania zdarzeń w stadzie i wczesne ostrzeganie o potencjalnym ryzyku wystąpienia stanów chorobowych. Umożliwia to podjęcie precyzyjnych działań prewencyjnych, a tym samym ograniczenie późniejszych strat w produkcji oraz kosztów weterynaryjnych. Wykorzystanie tzw. dużych danych oraz algorytmów sztucznej inteligencji wykazuje potencjał generowania dużej ilości precyzyjnie zebranych fenotypów, które są niezbędne, aby nieustannie podnosić jakość oceny genetycznej. Ma to bezpośrednie przełożenie na dokładność oceny, a tym samym na szybkość postępu genetycznego i w konsekwencji na zyski hodowców wynikające z posiadania zdrowszych i bardziej funkcjonalnych zwierząt o wysokiej produkcyjności.

Znaczenie ras rodzimych

W dalszej części obrad poruszono kwestie istotne z punktu widzenia utrzymania lokalnych ras bydła w produkcji mleka i wołowiny. Doktor Wioletta Sawicka-Zugaj z Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie wprowadziła słuchaczy w kwestie unikalnej wartości i znaczenia rodzimych ras bydła w Polsce, takich jak polska czerwona, białogrzbieta czy polska czerwono-biała, podkreślając ich zalety na tle intensywnej hodowli ras międzynarodowych, takich jak chociażby bydło rasy holsztyńsko-fryzyjskiej. W prezentacji zwrócono uwagę na przewagę adaptacyjną ras rodzimych, które wykształciły cechy pozwalające przetrwać w trudnych warunkach przy ograniczonej dostępności paszy, zmienności opadów i obecności patogenów. Podkreślono również różnicę w długości życia między rasami lokalnymi a rasą holsztyńsko-fryzyjską.

Hodowla na terenach górskich

Problemy związane z hodowlą lokalnych ras nakreślił dr Władysław Brejta z Zakładu Doświadczalnego IZ-PIB Odrzechowa, który przedstawił wyzwania, z jakimi mierzą się hodowcy na terenach górskich i podgórskich. Takie obszary charakteryzują się trudnymi warunkami do uprawy. Dominację wykazują użytki zielone, które mają sens rolniczy, gdy wypasane są na nich zwierzęta trawożerne. Prelegent zwrócił szczególną uwagę na drastyczny spadek pogłowia bydła w Małopolsce i na Podkarpaciu. Jako jedną z głównych przyczyn tego regresu wskazano problemy w funkcjonowaniu unijnego systemu dopłat do hektara oraz rozdrobnioną strukturę agrarną. W związku z powyższym istotna wydaje się debata nad powiązaniem dopłat z hodowlą zwierząt.