Avvik frå mendelsk nedarving

Mendel sine kryssingsforsøk avdekka reglar for nedarving hos planter og dyr. Desse viser seg i praksis ved at genotypane til avkom fordeler seg etter faste ­forholdstal bestemt av genotypane til foreldra.

Tabellen viser eit eksempel på dette for eit enkelt gen med to genvariantar A og B, i familiar der både mor og far har genotypen AB. Dersom ein ser på geno­typane til mange kalvar etter slike foreldre vil dei fordela seg etter forholdstala 1(AA):2(AB):1(BB). Men, dersom B-varianten er recessiv letal vil dei insemina­sjonane som gir BB enda med omløp, kasting eller dødfødsel og ingen levande kalvar vil vera homozygote BB. Blant genotypa kalvar vil forholdstala derfor vera 1(AA):2(AB):0(BB). Denne mangelen på homozygotarer er ein ­signatur ved recessive letale mutasjonar, og dersom ein har genotypar frå mange dyr kan dette brukast til å finna slike mutasjonar.

Analyse av genotypar og kukontrolldata

Hausten 2020 gjorde me eit søk etter recessive letale mutasjonar i genotypedata frå 45 000 SNPar (genetiske markørar på chipen som blir brukt til genotyping) i
113 000 NRF-dyr. Me delte kromo­soma inn i regionar og innanfor kvar region splitta me opp genotypen til kvart dyr i to delar. Desse delane blir kalla haplotypar og ­tilsvarer bidraga frå far og mor til genotypen til dyret. Så leita me etter haplotypar som fins i mange individ, men der ingen av individa er homozygote for haplotypen. Dei haplotypane som viste dette mønsteret følgde me opp med analyse av registrerte inseminasjonar og kalvingar frå Kukontrollen. Inseminasjonar der både okse og far til ku er bærar av ein ­r­ecessiv letal mutasjon vil ha auka risiko for omløp, kasting eller ­dødfødslar. Når me kombinerte resultata frå genotypedata med Kukontrolldata stod me igjen med to haplotypar med tydeleg effekt på omløp. Den eine haplotypen er på kromosom 12 og er knytta til fruktbarhetsdelesjonen som er kjent frå før. Den andre er på ­kromosom 8 i eit område der ingen har rapportert om recessive letale mutasjonar tidlegare.

BTA8H – ein recessiv letal haplotype på kromosom 8

Den nyoppdaga haplotypen, som me kallar BTA8H, ligg omtrent 70 millionar basepar inn på kromosom 8, og den dekkar eit område på rundt 1,1 millionar basepar. BTA8H kan sporast tilbake i NRF-populasjonen til dei eldste genotypa oksane frå 1970-talet. Frekvensen av bærarar svinga rundt 10 prosent i perioden frå 1980-2000, men seinare har ­frekvensen gått litt ned slik at den er rundt 6 prosent i dagens NRF-populasjon. Eksempel på bærarar som har vore viktige i NRF-avlen er 10617 Skei, 10909 Tangvoll, 10115 Raastad, 5848 Øygarden, 4948 Brandstadmoen, 4939 Rånes og 3927 K.Reime.

I perioden 2004-2018 er det ­r­egistrert 3,9 millionar inseminasjonar der både far til ku og seminoksen som er brukt er genotypa. Rundt 27 500 (ca. 0,7 prosent) av desse er inseminasjonar der både far til ku og seminokse er bærarar av BTA8H. Desse bærar-bærar inseminasjonane gjer meir omløp enn inseminasjonar der berre ein eller ingen av oksane er bærar (Figur 1). Figuren viser at BTA8H gjer lågare ikkje-omløpsgrad enn fruktbarheitsdelesjonen ved 35 og 56 dagar, men etter 150 dagar er ikkje-omløpsgraden lik. Dette tyder på at BTA8H gjer rask embryodød og tidleg omløp, mens fruktbarheitsdelesjonen gjer seine omløp eller kasting.

Implementering i Geno Avlsplan og avlsprogrammet

BTA8H blir no implementert i Geno avlsplan på samme måte som fruktbarhetsdelesjonen og AH1. Genotypa dyr vil få bestemt bærarstatus og dersom kua er bærar vil avlsplanen unngå oksar som også er bærar. Det er desse bærar-bærar inseminasjonane som har auka risiko for omløp og er viktige å unngå. Med den ­frekvensen BTA8H har i NRF i dag vil under 0,5 prosent av inseminasjonane vera bærar-bærar inseminasjonar så effekten på omløp over heile NRF-populasjonen er svært liten. Dei viktigaste tiltaket er derfor å unngå bærar-bærar­inseminasjonar og avlsplanen vil sørga for dette, det er ikkje tilrådd å utrangera dyr på grunn av ­bærarstatus. I avlsprogrammet vil me overvåka frekvensen og sørga for at den ikkje aukar. BTA8H-­status vil også bli tatt med i ­vurderinga av seleksjon av embryokviger og eliteoksar, men bærarar med høg avlsverdi eller god profil på indeksane vil fremdeles bli selektert.

Vidare arbeid med finkartlegging

Haplotypen BTA8H er assosiert med ein recessiv letal mutasjon, haplotypen har stor bruksverdi fordi den kan brukast til å indentifisera bærarar, men den under­liggande såkalte kausale muta­sjonen som er årsaka til embryodød og genet eller gena som er involvert er framleis ukjente. Chipen som blir brukt til genotyping har 26 SNPar i dette området på kromosom 8, men i sekvensdata av NRF-oksar fins det nesten 6 000 ulike mutasjonar i det samme området. Det er ein vanskelig leitejobb å finna den eine kausale mutasjonen, men me vil ta BTA8H inn i på­­gåande forskningsprosjekt der me alt arbeider med sekvensdata og bioinformatikk og fortsetta ­leitinga der.