Дайджест геномной селекции и генетики Кситест

Учёные из Великобритании, Ирландии и США обнаружили варианты генов, которые отвечают за иммунный ответ на вакцину от комплекса респираторных болезней (КРБ) крупного рогатого скота. Генетические маркёры удалось обнаружить в клетках крови животных, когда болезнь ещё не проявилась клинически. Это позволяет заранее диагностировать заболевание с помощью генетического тестирования. В будущем данные исследования можно будет использовать в селекционных программах для отбора животных, более устойчивых к инфекции.

Комплекс респираторных болезней (bovine respiratory disease) — основная причина смертности телят в возрасте от месяца до двух лет. Экономические издержки проявляются в высоких затратах на лечение, потере веса, снижении фертильности, низких надоях молока, дефектах туши и в конечном счёте смертности. КРБ считается в основном сезонным заболеванием, которое достигает пика осенью и зимой, но в зависимости от климата может быть проблемой в течение всего года.

Редактирование генома набирает популярность как инструмент генетического улучшения крупного рогатого скота. Метод позволяет изменять конкретные признаки (например, устойчивость к болезням) всего за одно поколение. Но, чтобы редактирование генома стало весомым фактором генетического прогресса, его нужно плавно интегрировать в программы разведения КРС.

Этому вопросу посвящена статья в мартовском выпуске журнала CABI Agriculture and Bioscience. Она даёт обзор текущего состояния ключевых репродуктивных и молекулярных биотехнологий генетического улучшения КРС и рассматривает наиболее эффективные способы включения редактирования генома в программы разведения. Кроме того, в статье акцентируется внимание на различиях между стратегиями генетического улучшения в зависимости от сектора животноводства (например, молочного или мясного) и региона мира, в котором они применяются.

Британские молочные фермеры жалуются на рост размера и веса коров. Средний вес коровы в 2021 году вырос больше чем на 30 кг по сравнению с 1991 годом. Сейчас среднее британское хозяйство, состоящее из 200 голов, ежедневно тратит объём корма, которого 30 лет назад хватило бы почти на 210 коров.

Кроме неэффективного расходования корма, у больших коров есть и другие проблемы:

• они чаще и менее благополучно падают во время передвижения, рискуя получить травму или даже умереть в результате падения;
• у них больше проблем с фертильностью и отёлом;
• они живут не так долго, как их собратья меньшего размера;
• оставляют больший углеродный след;
• требуют больших помещений и доильных залов.

Между тем точность современных инструментов разведения позволяет увеличивать производительность коров, не увеличивая их размер. Если всё оставить на самотёк, производители молочной продукции однажды обнаружат, что управлять стадом становится всё труднее, а эффективность производства снижается.

Межпальцевый дерматит крупного рогатого скота (bovine digital dermatitis) — серьёзная проблема для большинства молочных хозяйств. Учёные из Германии и США идентифицировали области генома, которые оказывают влияние на возникновение и развитие этого заболевания. Исследование провели на материале 5 040 прогенотипированных коров с данными о фенотипе.

Важные ассоциации однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) были обнаружены в области генов CMPK2 (хромосома 11) и ASB16 (хромосома 19), которые связаны с иммунологическими процессами. Результаты исследования могут пригодиться при разработке программ разведения крупного рогатого скота и предварительного тестирования на носительство заболевания.

Молочные коровы достигают максимальной продуктивности примерно в 5 лет, но средняя корова уходит из стада ещё до наступления этого возраста. Выращивание ремонтных тёлок обходится дорого, поэтому чем дольше у коровы продуктивная жизнь, тем больший вклад она может внести в финансовый успех фермы. Следовательно, долголетие — это очень важный признак для геномной селекции.

Несмотря на значительный рост производственных показателей, прирост продолжительности жизни стада традиционно был весьма ограниченным. По крайней мере, так было до наступления эры геномики. Данные Lactanet в Канаде показывают, что за последний 5-летний период генетический прирост жизни стада составил 2,1 по сравнению с приростом в 0,5 за 5-летний период до использования геномики. И действительно, долголетие — это один из признаков, которые принесли наибольшую пользу с момента появления геномной селекции.

Статья посвящена главным образом сравнению методик оценки долголетия голштинского скота в разных странах, в первую очередь в Канаде, США и Германии.

Бельгийские учёные провели исследование, в котором оценивали размер тела и уровень активности свиней с помощью автоматизированной видеоаналитической системы DeepLabCut. Полученные данные объединили с информацией о родословной для оценки генетических параметров.

Исследователи проанализировали 7 428 видеозаписей за период откорма 1 556 свиней с двухнедельными интервалами. Параметры тела, извлечённые из видеозаписей, оказались высоко наследуемыми (61−74 %) и генетически значительно коррелировали со среднесуточным приростом. Характеристики активности были от низких до умеренно наследуемых (22−35 %) и демонстрировали низкую генетическую корреляцию с производственными признаками и физическими отклонениями.

Таким образом, учëные продемонстрировали простой и экономичный метод расчёта экстерьерных оценок. Результаты исследования пригодятся организациям по разведению свиней, поскольку предлагают метод автоматического фенотипирования новых производственных и поведенческих признаков на индивидуальном уровне.

На востоке Исландии вывели баранов с геном устойчивости к скрепи (почесухе овец). Ген под названием ARR получил международное признание, и стада с этим геном разводятся в Европе уже около 20 лет. В настоящее время в Исландии насчитывается примерно 50 баранов — носителей ARR.

В продажу сейчас поступает до 15 таких баранов, и есть надежда, что они помогут стране сформировать более выносливое поголовье. Ожидается, что цена будет не слишком обременительной для местных фермеров. В первую очередь «золотых баранов» смогут получить фермерские общины, недавно пострадавшие от скрепи, и отары численностью в 300 и более особей.

Эмиссия углекислого газа — главный вызов для скотоводства в мировом масштабе. Геномная селекция позволяет снизить выбросы парниковых газов от мясного скота путём повышения эффективности кормления, фертильности, здоровья и живой массы в зрелом возрасте.

Каждый из этих признаков сам по себе вносит низкий или умеренный вклад в снижение выбросов, но в совокупности они оказывают умеренно высокое воздействие. Таким образом, можно сказать, что, повышая продуктивность, селекционеры позитивно влияют на состояние окружающей среды, а не наоборот.

Статья представляет собой резюме выступления американского эксперта Джона Кроули на 2022 Beef Improvement Federation Symposium, которое было посвящено теме эмиссии. Там же по ссылке можно посмотреть полную версию выступления.

Informing New Zealand Beef (2021–2027) — семилетняя программа, направленная на увеличение доходов новозеландских производителей говядины. Недавно представители программы провели опрос мясных фермеров, чтобы выяснить, какие направления развития геномных оценок самые приоритетные. Результаты опроса и мнение отраслевых экспертов позволят определить, какие признаки следует развивать, разрабатывая систему генетических оценок для отрасли.