Genomu testi – precīzāki lēmumi piensaimniecībās

Kā jūs šodien pieņemat lēmumus par savu nākotnes ganāmpulku? Vai tie ir datos un skaitļos balstīti vai arī vairāk paļaujieties uz sajūtām? Piena lopkopībā selekcija, kas balstīta uz genomu novērtējumu,  tika uzskatīta kā revolucionārs solis jau 2009. gadā, bet ideja par ģenētiskā potenciāla uzlabošanu, balstoties uz SNP informācijas, ir bijusi aktuāla jau 90. gados (Hayes, Bowman et al 2009). 

Genoma atklāšana bija pēdējo dekāžu lielākais sasniegums liellopu ģenētikas uzlabošanas instrumentu izstrādē pasaulē.

Šobrīd pasaulē genoma novērtējums tiek plaši izmantots kā galvenais selekcijas instruments ģenētiskā potenciāla izkopšanai un uzlabošanai piena lopkopības nozarē, nosakot genoma novērtējumu produkcijas, reprodukcijas, veselības, labturības, lineārajām un pielāgošanās spēju pazīmēm (Gutierrez-Reinoso et al 2021).

Arvien pieaugot vides ietekmes prasību aktualitātes jautājumiem lauksaimniecībā un tai skaitā piena lopkopības nozarē, genoma novērtējumam piedēvē būtiskāko lomu selekcijā, straujai un efektīvai paaudžu nomaiņai uz augstražīgāku un efektīvāku ganāmpulku ar zemāku ietekmi uz vides piesārņojumu (Amer et al 2018). Paaudžu nomaiņa, pateicoties pieejamajām genomu analīzēm, tiek samazināta no 4 līdz 5 gadiem uz vidēji 2 gadiem.

Pateicoties genoma novērtējumam, mākslīgās apsēklošanas stacijas var izmantot DNS pārbaudītus buļļus kā tēvus jau gada vecumā. Pēc klasiskā, balstoties uz pēcnācēju snieguma rādītājiem, ģenētiskā novērtējuma tas ir iespējams tikai 54 mēnešu vecumā, kad bullim ir pieejami dati par meitu snieguma rādītājiem, un līdz ar to paaudžu nomaiņa sasniedz 63 mēnešus. Genoma novērtējums ļauj selekcionēt dzīvniekus jau pirms vaislas gatavības sasniegšanas (Schefers, Weigel, 2012).

Latvijā līdz šim selekcija pēc genoma novērtējuma netiek plaši izmantota un nav iekļauta ciltsdarba programmās, kā arī netiek aprēķinātas ciltsvērtības pēc genoma novērtējuma uz Latvijas populācijas fona.

Lai mudinātu saimniekus izmantot genoma novērtējumu kā mērķtiecīgas un straujas selekcijas instrumentu, būtiski ir noskaidrot ģenētisko izaugsmi un ekonomisko ieguvumu, izmantojot genoma novērtējumu, kas iegūts uz citas valsts populācijas fona. Genoma novērtējuma precizitāte ir atkarīga no references populācijas lieluma, kas izmantota, lai izveidotu ciltsvērtības prognožu algoritmus, pazīmju iedzimstamības un radniecības starp selekcijas kandidātiem un references populāciju (Schefers, Weigel, 2012).

Līdz ar to, lai objektīvi varētu novērtēt genomu precizitāti un attiecīgi prognozēto ģenētisko un ekonomisko ieguvumu nākamajā paaudzē saimniecībās Latvijā, nepieciešams genoma novērtējumu salīdzināt ar meitu produktivitātes rādītājiem. Šāda veida analīze, nosakot prognozēto un realizēto produktivitāti un ciltsvērtību, ļaus noskaidrot, vai genoma novērtējumu, kas iegūts ārpus Latvijas populācijas, ir izmantojams selekcijai Latvijas populācijā ar mērķi paātrināt ciltskodola ģenētisko progresu. Šāds pētījums piena liellopu lopkopības nozarē Holšteinas šķirnes liellopiem līdz šim Latvijā nav veikts.

Lai uzskatāmi demonstrētu sabiedrībai genoma testu rādītāju salīdzināšanu ar produktivitātes rādītājiem, Latvijas Lauku konsultāciju un izglītības centrs 2023. gadā uzsācis demonstrējumu par Genoma testu izmantošanu slaucamo govju ganāmpulka ģenētiskā progresa veicināšanai.

Mērķis ir nodemonstrēt telīšu genoma testu izmantošanu ganāmpulka izlases un atlases procesos, nosakot prognozēto un realizēto produktivitāti un ciltsvērtību, paātrinot ciltskodola ģenētisko progresu. Tas tika uzsākts 2023. gada martā un turpināsies līdz 2025. gada septembrim.

Demonstrējuma saimniecība ir SIA “Vecsiljāņi” – pilnas aprites saimniecība Bebru pagastā, Aizkraukles novadā, kura apsaimnieko 1450 ha zemes, tura 1150 slaucamas govis ar vidējo izslaukumu 12 000 kg. Pārsvarā govis ir Holšteinas melnraibās šķirnes, un saimniecība realizē Holšteinas šķirnes govju audzēšanas programmu sadarbībā ar Latvijas Holšteinas lopu audzētāju asociāciju.

Demonstrējuma sadarbības partneri: LBTU – Latvijas Biozinātņu un tehnoloģiju  universitāte; biedrība “Latvijas Holšteinas šķirnes lopu audzētāju asociācija”, biedrība “Zemnieku saeima”.

Lai realizētu demonstrējumu, tiek paredzēti divi atkārtojumi, katrā no tiem ir divas grupas – kontroles grupa ar līdzšinējo paņēmienu (klasiskā metode pēc vecāku produktivitātes rādītājiem) un demonstrējuma grupa (pēc genomu testa rezultātiem). Uzsākot demonstrējumu, tika izraudzītas 50 govis – ar līdzīgiem vecumiem un sēklošanas/atnešanās datumiem. Šīm 50 govīm ir paņemti paraugi un veiktas genoma analīzes. Tālāk no šīm 50 govīm tika veidotas divas grupas, no kurām kontroles grupā ganāmpulka īpašnieks izvēlējās 30 govis un 30 govis tika izlasītas demonstrējuma grupā.

1. tabula. Kontroles grupa pēc mātes EKP, kg

2. tabula. Kontroles grupa pēc genoma rezultātiem

Tabulās Nr. 1. un 2. ir attēloti demonstrējuma starpposmu rezultāti par kontroles grupu, kas parāda, ka meitu prognozētais EKP (enerģētiski koriģētais piens), izslaukums, tauku saturs un olbaltumvielu saturs laktācijā pēc genoma ir augstāks par  faktisko mātēm. Tiek prognozēts, ka meitas būs ražīgākas par mātēm.

3. tabula. Demonstrējuma grupa pēc genoma rezultātiem

3. tabulā attēlotie rādītāji liecina, ka demonstrējamajā grupā tiek prognozēts augstāks vidējais izslaukums, tauku saturs, olbaltumvielu saturs un EKP nekā kontroles grupā.

4. tabula. Vidējais genoma novērtējums demonstrējuma govju grupās

Starpposmu rezultāti parāda, ka, prognozējot izslaukumu pēc genoma testiem, kontroles grupā 77% ir augstāks izslaukums nekā bāzes vidējais*, savukārt demonstrējuma grupā 90% ir augstāks izslaukums nekā bāzes vidējais.

*CDCB bāzes vidējais izslaukums 12 706,94 kg

Pievēršot atsevišķu uzmanību vienai no govju veselības pazīmēm – somatisko šūnu skaitam (SŠS) pienā, kas redzams gan vecāku produktivitātes rādītājos, gan genomu testu prognozēs, saimniekiem, veicot dzīvnieku selekciju, šis rādītājs ir jāvērtē kompleksi ar produktivitātes pazīmēm.

Analizējot genoma testu rādītājus, ir redzams, ka demonstrējamajā grupā tiek prognozēts augstāks somatisko šūnu skaits (3,1 log vienības) nekā kontroles grupā (3,0 log vienības).

Starp SŠS un genoma vērtējumu mastītam ir novērojama cieša negatīva korelācija (-0,76), kas ir loģiski:  jo augstāks genoma rādītājs mastītam, jo govīm paredzams mazāks SŠS.

Demonstrējuma laikā viena no grupas govīm tika brāķēta 2,6 gadu vecumā, kam par iemeslu bija mastīts. Veicot padziļinātu analīzi, noskaidrojās, ka pēc genoma analīzēm divām pētāmajām pazīmēm: mastīts -2,2 (augsts risks) un SŠS 3,18 (augsts risks), mastīts šai govij bija prognozējams. Konkrētais piemērs uzskatāmi demonstrē selekcijas pēc genoma nozīmi saimniekošanā.

Balstoties uz atziņu, ka, lai saimniecība spētu atpelnīt govs izaudzēšanas izmaksas, ir nepieciešams slaucamo govi izmantot vismaz divas un vairāk laktācijas un iegūt vismaz vienu atražojamu teli, šajā situācijā saimniecībā ir radīti zaudējumi, brāķējot govi pirmajā laktācijā. Tāpēc kā viens no ieteikumiem saimniecībām – genomu testu rezultātos jāskatās ne tikai uz prognozēto produktivitāti, bet arī uz veselības rādītājiem, respektīvi – SŠS un mastītu, lai jau agrīnā vecumā pieņemtu lēmumus par tālāko rīcību.

Demonstrējuma starprezultātu secinājumi:

• Salīdzinot kontroles grupas un demonstrējamās grupas prognozētos produktivitātes rādītājus, augstāks izslaukums, tauku saturs, obaltumvielu saturs un EKP ir demonstrējuma grupā.
• Salīdzinot somatisko šūnu skaitu pēc genoma, lielāks somatisko šūnu skaits prognozējas demonstrējuma grupā.
• Starp faktiskajiem produktivitātes rādītājiem mātēm un genoma novērtējumu meitām pastāv vāja korelācija, kas liecina, ka pēc mātes produktivitātes rādītājiem nevar spriest par meitu genoma novērtējumu.
• Somatisko šūnu skaits ir būtisks genoma novērtējums un ilgmūžības rādītājs, kas jāņem vērā,  veicot dzīvnieku izlasi, lai saimniecībā nebūtu zaudējumi.

Demonstrējums tiek realizēts Latvijas Lauku attīstības programmas 2014.-2020. gadam pasākuma “Zināšanu pārneses un informācijas pasākumi” apakšpasākumā “Atbalsts demonstrējumu pasākumiem un informācijas pasākumiem”, Nr. ZM/2022/19_ELFLA, LAD līguma Nr.10.2.1-2.36/23/P11 projekta Nr. 23-00-A00102-000001

Atbalsta Zemkopības ministrija un Lauku atbalsta dienests.

Aija Luse,
LLKC Ogres KB vadītāja, lopkopības konsultante, demonstrējuma vadītāja

Kristīne Ādama,
demonstrējuma zinātniskā konsultante

Emīls Censonis,
demonstrējuma eksperts (Latvijas Holšteinas lopu audzētāju asociācija)