Гуэлфский университет (Канада) начал масштабный 4-летний проект по исследованию геномики молочного КРС. Главная цель проекта — поиск новых оценок устойчивости и разработка обновления национального селекционного индекса для Канады, который поможет отрасли стать более устойчивой и конкурентоспособной. В частности, речь идëт об оценках, которые помогут животным адаптироваться к климатическим изменениям, не потеряв при этом в молочной продуктивности, здоровье молочного стада и фертильности коров.

В конечном итоге проект поможет фермерам сэкономить около 200 миллионов долларов на затратах, связанных с плохой фертильностью и болезнями коров, а также на кормах для животных, которые составляют самые большие расходы при производстве молока. Спонсоры — правительство и ряд коммерческих компаний — выделили финансирование в размере 12 млн долларов. В проекте также участвуют сотрудники из США, Европы, Бразилии и Австралии.

Проект возглавляет профессор Кристина Баес — ученица Филиппо Миглиора, главного научного сотрудника и вице-президента Ontario Genomics (некоммерческой организации, координирующей геномные проекты в Канаде). Филиппо Миглиор — ментор KSITEST и помогает нам разрабатывать оценки и индексы. В 2021 году он был спикером нашей конференции KSIDAY. Словом, проект интересный — следите за новостями, обязательно расскажем о его результатах.

Сайт Open Access Government публикует небольшую электронную книгу авторства сотрудников Государственного университета Айова (США). В ней кратко рассказывается об использовании современных технологий в животноводстве:

• репродуктивных (искусственное осеменение, осеменение сексированным семенем и эмбриотрансфер)
• и геномных (геномная селекция и технологии редактирования).

Книга наглядно демонстрирует, как геномные технологии ускоряют селекцию.

Геномные технологии укрепили устойчивость молочного животноводства США. Улучшенная генетика и уход за животными сократили углеродный след производства. Так, в 2007 году он составлял лишь 37% от уровня 1944 года. В 2007 году на литр произведëнного молока отрасль использовала только 10% земли, 21% животных, 23% кормов и 35% воды, потреблëнных в 1944 году.

На единицу произведëнного в 2017 году молока промышленность использовала только 79,2% земли, 74,8% животных, 82,7% кормов и 69,5% воды от уровня 2007 года. Выход на единицу произведëнного молока составил всего 79,4% навоза и 80,9% метана (парникового газа).

Добавим, что ничего фантастического в этих показателях нет — в России тоже можно прийти к устойчивому молочному животноводству. Все технологии для этого уже есть, нужно только сделать повседневной практикой оценку животных по российской базе.

Примерно каждая третья дойная корова в Великобритании страдает хромотой. Снижение распространëнности этого заболевания — ключевой приоритет для молочной промышленности страны. Учëные из ряда британских университетов провели полногеномный поиск ассоциаций (GWAS) группы болезней копыт у голштинов — поражений копытного рога (CHL), включая кровоизлияние в подошву (SH), язву подошвы (SU) и болезнь белой линии (WL). На хромосомах BTA3 и BTA18 были идентифицированы локусы-кандидаты количественных признаков (QTL) для всех рассматриваемых признаков.

Поражения копытного рога — сложные признаки с полигенным типом наследования. Оценки наследуемости восприимчивости к SH и SU (вероятность того, что животное заболеет) составили 0,29 и 0,35 соответственно. Оценки наследуемости тяжести (насколько сильным будет поражение, если животное заболеет) составили 0,12 и 0,07 соответственно. Выяснилось, что генетическая корреляция между SH и SU высокая — 0,98 для предрасположенности к поражению и 0,59 для тяжести поражения. Наследуемость WL оказалась сравнительно ниже, то есть окружающая среда сильнее влияет на развитие болезни белой линии, чем на два других заболевания. Впрочем, генетические корреляции SH и SU с WL тоже были положительными. Кроме того, обнаружилось, что связанные с CHL геномные области-кандидаты содержат аннотированные гены, которые связаны с функцией иммунной системы и воспалительными реакциями, метаболизмом липидов, активностью ионов кальция и возбудимостью нейронов.

Учёные делают вывод, что заболеваемость поражениями копытного рога умеренно наследуема, а устойчивость к ним можно повысить с помощью геномной селекции. Нужно отметить, что в разных условиях животные будут проявлять устойчивость по-разному, поэтому повышать еë можно только на локальных оценках и при фиксации фенотипов заболеваний в собственном предприятии.

Китайские учëные провели исследование метагенома разных видов сельскохозяйственных животных (яков, овец, свиней и лошадей) и пришли к выводу, что с увеличением интенсивности производства растëт фенотипическая и генетическая устойчивость патогенных микроорганизмов к антибиотикам.

Другими словами, использование антибиотиков ведëт к увеличению устойчивости микроорганизмов во внешней среде: туда попадают отходы животноводства, а с ними антибиотики и гены устойчивости. Дополнительный вред окружающая среда испытывает от того, что на разных этапах используются разные антибиотики, а значит, резистентность микроорганизмов во внешней среде повышается сразу к целому комплексу антибиотиков.

Альтернатива активному использованию антибиотиков — отбор животных по признакам здоровья и фертильности с помощью геномной селекции по локальной базе, что требует регистрации фенотипов. В противном случае мы не только усложняем жизнь на ферме из-за эволюции микроорганизмов, но и создаëм дополнительные проблемы в окружающем мире.

Ирландская сельскохозяйственная организация Teagask даëт местным фермерам советы, как ускорить генетический прогресс в молочном стаде. Эксперты напоминают, что производительность животных сильно зависит от генетики, и приводят фермерскую пословицу: “an ounce of breeding is worth a ton of feeding” («унция разведения стóит тонны кормления»). В пример приводятся показатели новых стад, при создании которых ориентировались на хорошие геномные оценки по локальной базе (лучшие 25% по стране). Как правило, за счëт генетики они довольно быстро опережают в производительности устоявшиеся стада.

Также эксперты Teagask обращают внимание, что быки обеспечивают только половину генетики стада, поэтому для производства ремонтных молочных тëлок нужно уделять внимание подбору как быков, так и коров. Пишут, что генетическая выгода проявляется через более эффективных животных. Чтобы их вывести, нужно использовать локальные геномные оценки быков, локальные геномные оценки маточного стада и создавать из оценëнных животных самые подходящие пары. Тëлки — генетически самая совершенная группа племенных животных на ферме. В идеале их всех нужно прогенотипировать, чтобы можно было отобрать лучших животных для молочного разведения.

Свиньи с устойчивостью к стрессу одновременно более устойчивы к болезням и демонстрируют высокую продуктивность, что делает их полезными для программ разведения. Уровень гормонов стресса можно оценить с помощью анализа крови, но этот способ измерения инвазивный и трудоëмкий.

Американские и канадские учëные предлагают использовать шерсть животных. В отличие от крови, уровень гормонов стресса в которой постоянно меняется, шерсть накапливает их в течение всего периода роста волоса. Кроме того, шерсть легко собирать, хранить и транспортировать.

Новый способ сбора фенотипов более прямой, быстрый и удобный по сравнению с определением уровня кортизола в крови или слюне. А чем правильнее организован сбор фенотипов, тем точнее будут оценки и, следовательно, выше скорость генетического прогресса.

Новые данные показывают, что воздействие внутриутробного теплового стресса ухудшает выработку спермы у хряков примерно на 24% и увеличивает долю аномальных сперматозоидов примерно на 42%. Для отрасли, которая почти полностью зависит от искусственного осеменения, фертильность хряков играет решающую роль.

Исследователи из Университета Небраски в Линкольне (США) работают над прояснением биологических механизмов воздействия внутриутробного теплового стресса на фертильность хряков, чтобы вывести генетически устойчивых к тепловому стрессу животных. Возможные решения включают фармакологические подходы, новые генетические тесты и изменения в рационе. Результаты исследования повысят фертильность хряков, репродуктивную эффективность свиней и устойчивость производства свинины.

Уэльская компания Hybu Cig Cymru создаëт систему локальной оценки горных овец, которые выпасаются на холмах со скудной растительностью. Такая система будет особенно полезна:

• для признаков, оценка которых занимает много времени (например, продолжительность жизни);
• признаков, которые проявляются только у самок;
• признаков, которые дорого регистрировать (например, качество мяса).

В ходе проекта собрана большая база ДНК-данных, которая делает его реализацию возможной.

Исследователи пишут: хотя каждое животное получает половину генетического материала от отца и половину от матери, на практике мы никогда не знаем, какая половина передаëтся от каждого из родителей. К тому же родители формируют новую комбинацию в каждом потомке, кроме однояйцевых близнецов. В результате потомок может быть лучше или хуже, чем средняя между родителями. В этом недостаток отбора лучших животных путëм сравнения фенотипа животного со сверстниками, а также предсказания его ценности через фенотипы родителей. Единственный способ качественно улучшить отбор — перейти от предсказания генетического потенциала по фенотипу или родословной животного к использованию данных его фактического генотипа.

Гельминтозы ежегодно обходятся британским овцеводам примерно в 42 миллиона фунтов стерлингов из-за снижения производительности животных и затрат на лечение. Чтобы решить проблему, овцеводы и специалисты отрасли координируют усилия по разведению генетически устойчивых к гельминтозам овец. Уже разработана эффективная система выявления таких животных. Следующий шаг — разработать стратегию разведения и как можно быстрее еë внедрить в масштабах всей отрасли. Геномная селекция устойчивых к гельминтозам овец поможет увеличить темпы роста и сэкономить средства, которые сейчас расходуются на антигельминтные препараты и обработку животных.

Многолетние исследования Квинслендского университета (Австралия) завершились созданием теста КРС на эффективность использования азота. Тестирование основано на изотопном анализе хвостовых волос, который позволяет определить способность животных перерабатывать азот. Это уникальная эволюционная черта, благодаря которой жвачные могут производить дополнительный белок. Отбор животных, эффективно использующих азот, поможет повысить эффективность кормления и снизить затраты на корма, а также выявить коров с лучшими репродуктивными характеристиками. Важно, что тестирование очень простое: сбор хвостовых волос — минимально инвазивная процедура, нет никаких специальных требований к их хранению или транспортировке. В перспективе этот метод можно будет использовать для овец и молочного КРС.

Сообщение не новое, но не попавшее в прошлый дайджест и при этом любопытное, поэтому публикуем здесь. CDCB (Совет по селекции молочного скота США) работает над включением в свои индексы новых оценок. В приоритете — свойства подвижности и здоровья копыт, скорость доения, устойчивость к болезни Джонса, повышение эффективности использования корма и сокращение метановой эмиссии. Когда новые оценки появятся, об этом объявят на сайте CDCB и в отчëтах отраслевых организаций.