I en ny Journal of Dairy Science studie har forskare ökat kvantiteten och kvaliteten på tillgängliga data om genetiska egenskaper relaterade till fodereffektivitet och metanutsläpp

Framtidens mjölkbesättningar kommer att behöva kunna anpassa sig till förändrade miljöförhållanden, samtidigt som världen födas effektivt och med lägsta möjliga utsläppsavtryck. Ett internationellt initiativ, The Resilient Dairy Genome Project, sammanför ett storskaligt, tvärvetenskapligt team för att utveckla genomiska verktyg för att hjälpa mjölkbönder att uppnå detta mål.

I projektets nyckelrapport beskriver teamet skapandet av en standardiserad internationell genetisk och fenotypisk databas och det avgörande första steget mot att utveckla de genomiska verktyg som behövs för morgondagens motståndskraftiga, friska och produktiva besättningar.

Två huvudkomponenter i denna framtida motståndskraftiga besättning är fodereffektivitet – eller förmågan hos ett djur att producera mer mjölk med mindre foder – samt mängden metan som produceras av kon längs vägen. Ökad effektivitet och minskade metanutsläpp kan inte bara maximera producenternas lönsamhet utan också minska mejerisektorns totala miljöpåverkan.

Att välja för dessa egenskaper innebär att ha tillförlitliga data om genotyper – genen som ligger bakom egenskaperna – såväl som fenotyper – egenskapernas observerbara egenskaper som är resultatet av genotypens interaktion med kons miljö.

Den ledande utredaren för studien – och ledaren för projektet som helhet – Christine Baes, Ph.D., från Center for Genetic Improvement of Livestock, Department of Animal Biosciences, University of Guelph, Guelph, Ontario, Kanada, förklarar , "Vår förmåga att generera internationellt slagkraftiga genomiska verktyg för motståndskraftiga mjölkkor kräver att vi först har ett globalt grepp om genotyper och högkvalitativa fenotyper."

Baes och hennes team satte sig för att inte bara samla denna enorma datamängd utan också att utveckla strategier för att hantera och standardisera data. Ingen liten bedrift med tanke på mängden data och skillnaderna i hur de registreras, mätteknik som används, mångfald av genotypning, hanteringsmetoder och näring mellan länder.

Projektets databas innehåller för närvarande information från sju länder – Australien, Kanada, Danmark, Tyskland, Spanien, Schweiz och USA – som bidrar med data tre gånger per år. Informationen inkluderar härstamning, kalvning, produktion, fodereffektivitet, miljöemissioner, genotyp och spektralfiler för mjölk i mitten av infraröda färger, alla sammanslagna för att ge en delad global databas.

Den här första studien fokuserade på Holstein-mjölkkor och teamet arbetade för att förstå de olika metoderna för datainsamling, inklusive stamtavlespårning och genotypning. Imputationstekniker användes för att säkerställa enhetlighet över alla genotypade djur.

Baes förklarade, "Från och med mars 2024 innehåller databasen 1 508 751 intagsrekord från torrsubstans från 18 648 kor och 33 723 metanposter från 4 500 kor och fortsätter att växa när länder laddar upp nya data."

Baes beskrev, "Vår analys avslöjade en hög nivå av genetisk likhet mellan Holstein-populationer i olika länder, vilket tyder på betydande genetiskt utbyte, vilket kommer att visa sig fördelaktigt när vi arbetar mot verktyg för genomisk förutsägelse över gränserna."

Trots detta var teamet snabbt med att peka ut områden för vidare forskning.

Baes sa:"Det fanns variationer i fenotyperna för foderintag och metanutsläpp mellan länder, vilket belyser behovet av ytterligare enhetlighetsutvärderingar innan ytterligare analyser."

Sammantaget har detta internationella samarbete och datautbyte förbättrat de faktiska framstegen mot lanseringen av utvärderingar av fodereffektivitet hos många projektpartner, medan ökningen av data om metanutsläpp har banat väg för utvecklingen av nya utvärderingar för denna viktiga egenskap.

Kanada lanserade världens första genomiska utvärdering av metaneffektivitet förra året i föregångaren Efficient Dairy Genome Project till detta nya arbete. Genom denna process kan genetiska lösningar i framtiden bidra till valet av mjölkkor som är mer resurseffektiva och har en lägre miljöbelastning.

Mer information: Nienke van Staaveren et al, The Resilient Dairy Genome Project – En allmän översikt av metoder och mål relaterade till fodereffektivitet och metanutsläpp, Journal of Dairy Science (2023). DOI:10.3168/jds.2022-22951

Journalinformation: Journal of Dairy Science

Tillhandahålls av Elsevier