Genomisen informaation hyödyntäminen naudanjalostuksessa

Projektin yksityiskohdat

Kuvaus

Genominen valinta tarkoittaa eläimen jalostusarvon ennustamista ja valintapäätöksen tekemistä sen DNA:n perusteella. Genomista jalostusarvoa määritettäessä eläimen koko DNA tyypitetään tähän kehitetyillä kiteillä (Meuwissen et al. 2001). Yleisimmin lienee käytössä amerikkalainen Illumina 60 000 yksittäisen SNP:n eli emäsparin vaihtelua tyypittävä kitti. SNP-tieto vaatii ”tulkin” joka luodaan tyypittämällä jo jälkeläisarvostelun saaneet sonnit ja mallintamalla eri ominaisuuksien jalostusarvoja SNP-tiedoista tunnistettavilla geenialueilla ja haplotyypeillä.. Tutkimusten mukaan ennusteyhtälön luominen edellyttää noin 2000 – 3000 arvostellun sonnin tyypittämistä rotua kohti. Rodut on tutkittava erikseen, koska ne poikkeavat geenialueiltaan toisistaan.

Erityisen hyödyllistä genomivalinta on ominaisuuksissa, joiden mittaaminen on vaikeaa (rehunkäyttökyky, vastustuskyky eri taudeille, maidon eri valkuaistyypit, juoksettumiskyky jne.) tai jotka voidaan mitata vain toisesta sukupuolesta (maitotuotos) tai vain sisaruksista (teuraslaatu). Genominen valinta edellyttää luonnollisesti tietoa siitä, mitkä alleelit tai geenialueet ao. ominaisuuteen vaikuttavat.

Monissa kehittyneissä lypsykarjan jalostusmaissa on meneillään laaja tutkimus ja tuotekehitys nykyisten arvostelumallien ja genomitiedon yhdistämisestä, puhutaan genomi-BLUPista tai GEBV:stä (EBV = estimated breeding value). Suomessa Faba Jalostuksen, FABA:n ja MTT:n yhteistyönä on jo toteutettu tutkimushankkeita, joissa on selvitetty lypsykarjan jalostettaviin ominaisuuksiin vaikuttavia suurivaikutteisia geenialueita (QTL). Näitä kiinnostava QTL-alueita on myös tarkennettu hienokartoittamalla lupaavia kromosomialueita yksittäisten geenien löytämisen toivossa. Näitä onkin löydetty ja patentoitu , mutta niiden vähäisen valintatehon merkityksen vuoksi ei kuitenkaan käytetty jalostusohjelmassa. Varsinaista genomiseen valintaan tähtäävää tutkimushanketta ei Suomessa ole vielä toteutettu.

Maailman johtavat karjatalousmaat (yritykset) ovat jo siirtyneet käyttämään genomista valintaa, tai ovat parhaillaan siirtymässä siihen. Näitä edelläkävijöitä ovat USAn ja Kanadan keinosiemennysorganisaatioiden DNA-keskus, Uuden-Seelannin LIC ja Hollannin CRV. Tutkimustyö on käynnissä julkisella rahoituksella mm. Saksassa, Ranskassa ja Puolassa. Suomalaisen lypsykarjanjalostuksen on tehtävä mittavia investointeja genomisen valinnan tutkimukseen ja ohjelmaan, mikäli se aikoo pitää kotimaisen eläinaineksen kilpailukykyisenä. Hyödyt ovat saavutettavissa vain yhdistämällä jalostusarvostelu- ja molekyyligeneettinen osaaminen.

Suomalaisen eläinaineksen kilpailukykyä on pyritty tähän mennessä ylläpitämään mm. ayrshirerodun ydinkarjalla (perustettu 1997 Jokioisille), yhdistämällä lypsykarjan jalostusarvojen laskenta pohjoismaiseen NAViin (Nordisk Avelsvärdering Ab Pohjoismainen jalostusarvojen laskentayhdistys, perustettu 2002, ensimmäiset jalostusindeksit 2005) ja käyttämällä mahdollisuuksien mukaan sukupuolilajiteltua spermaa. Tutkimustyötä ja tuotekehitystä on tehty yhteistyössä MTTn Biotekniikka- ja elintarviketutkimuksen kanssa kehittämällä jalostusarvosteluohjelmisto Mix99 ja selvittämällä useita geenialueita. Tulokset ovat olleet kansainvälisesti arvostettuja.

Tällä tuotekehitysprojektilla on mahdollisuus toimia tiiviissä yhteistyössä Tanskassa samaan aikaan alkavan genomista valintaa tutkivan projektin kanssa. Kyseisen projekti kautta voidaan saada tyypitykset kaikille pohjoismaisille roduille. Suomella on mahdollisuus saada sitä kautta käyttöönsä myös holsteinrodun tiedot ja tulokset. Pohjoismainen yhteistyö antaa käyttöön enemmän resursseja ja suuremman populaatiokoon. Suomalainen ayrshire kuuluu ns. pohjoismaiseen punaiseen ryhmään, johon kuuluvat Ruotsin (SRB) ja Tanskan punainen (RDM).

Pohjoismaisilla punaisilla roduilla on etulyöntiasema muihin maailman punaisiin populaatioihin verrattuna, sillä arvosteltujen sonnien määrät ovat muualla liian pieniä genomisen arvostelun pohjaksi tehtävään genomisen mallien ratkaisujen kalibrointiin, mikä tehdään luotettavasti arvosteltujen sonnien jalostusarvoja hyödyntäen, ns. referenssiryhmä.

Suomessa ja muissa pohjoismaissa on kehittynyt lehmien terveystietojen seurantajärjestelmä. Tähän terveystarkkailuun kertyneiden tietojen hyväksikäyttäminen genomitietoon hyödyntävässä valinnassa voi antaa Suomelle merkittävän etulyöntiaseman ja vahvistaa kansallista kilpailukykyä. Näin ayrshiren on mahdollisuuksia säilyä kilpailukykyisenä maidontuotantorotuna holsteinin rinnalla. Pohjoismaissa saavutetaan alhaisten ja keskinkertaisten periytymisasteiden ominaisuuksissa suuremmat arvosteluvarmuudet kuin muualla johtuen sonnien suuremmista jälkeläisryhmistä. Tämän seurauksena myös genomisten arvosteluiden varmuus voi olla muita maita parempi. Aikaisemmissa tutkimuksissa on todettu, että genomisessa valintaohjelmassa terveys- ja hedelmällisyysominaisuuksien merkitys perinnöllisen edistymisen nettotuoton muutoksessa lisääntyy arvosteluvarmuuden kasvaessa. (König , ym. 2008).


2. Tavoitteet
Tavoitteena on
 Säilyttää kotimaisen lypsykarjan jalostustoiminnan taloudellinen perusta saamalla käyttöön jalostusohjelma sekä ayrshire- että holsteinrodulle, mikä hyödyntää genomisia jalostusarvoja.
 Nopeuttaa jalostusarvostelua saamalla käyttöön malli, joka mahdollistaa eläimen tulevan arvon ennustamisen vastasyntyneestä vasikasta, jopa alkiosta.
 Vastata kansainväliseen kilpailuun kotimaan markkinoilla ja pitää kotimaisen siemenen markkinaosuus nykyisellä tasolla luotettavamman ja nopeamman jalostusarvostelun ansiosta.
 Lisätä suomalaisen ayrshiren myyntiä kansainvälisillä markkinoilla.
 Ylläpitää lypsykarjan geneettistä monimuotoisuutta ja vaalia suomalaisen punaisen rodun ainutkertaisuutta.
 Pitää suomalainen jalostus tutkimus ja know-how kilpailukykyisenä.
 Lisätä suomalaisen eläinjalostusosaamisen arvostusta kansainvälisesti toteuttamalla genominen arvostelu jalostusarvosteluohjelmisto MiX99llä.
 Kehittää kansainvälistä tutkimusyhteistyötä ja päästä mukaan pohjoismaiseen genomisen valinnan tutkimus- ja tuotekehitystyöhön.
TilaPäättynyt
Todellinen alku/loppupvm17/02/200931/01/2012