Avl

Avdekking av ny genetisk feil i NRF-populasjonen

Gode registreringer i Kukontrollen, og nær kontakt med produsenter og veterinærer har gjort at forskere i Geno tidlig ble oppmerksomme på en ny genetisk defekt som har oppstått i NRF-populasjonen.

Arne Gjuvsland

Forsker i Geno

Jorid Lybæk

Veterinær i Geno

jorid.lybaek@geno.no

Marte Holtsmark

Forsker i Geno

Den tette kontakten med produsenter og veterinærer sammen med et systematisk arbeid med genotyping av alle seminokser på SNP-chiper med høy tetthet og sekvensering av sentrale okser, har det gjort det mulig å raskt kunne identifisere den sannsynlige genfeilen.

Kalver med sjelden lidelse

I midten av oktober 2021 ble Geno kontaktet av noen veterinærer som hadde kommet over tre kalver som man mistenkte ha en sjelden lidelse, iktyose. Dette er en lidelse som ikke har vært registrert i NRF-rasen før. Kalvene var etter oksene 12086 Nesset P og 12088 Grande.

Genotyping av alle seminokser med 777 000 SNP-chip og helgenomsekvensering av sentrale seminokser gjorde det mulig å identifisere genfeilen som sannsynligvis forårsaker iktyose i NRF.

Foto:iStockphoto

Identifisering av flere kalver med mistanke om iktyose

Her ser vi typisk eksempel på at huden er grov, fortykket og flassete, og den sprekker lett opp i sår. Den skadde huden kan kjennes ut som pergament når man tar på den. I tillegg er det vanlig med håravfall.

Foto: Jorid Lybæk

For å få et bedre materiale og avdekke omfanget til problemet tok vi utgangspunkt i alle avkom etter disse oksene, som var rapportert født med misdannelse i Kukontrollen. Til sammen ble det identifisert 10 kalver etter 12086 og 17 kalver under 12088. En veterinær i Geno ringte så opp alle disse produsentene for å avdekke om vi kunne finne flere kalver som man kunne mistenke at hadde iktyose. Totalt, sammen med dem som veterinærene rapporterte direkte til oss, endte vi opp med ni kalver med mistanke om iktyose.

Prøvetaking

For å sikre at vi får en god identifisering av tilstanden inngikk Geno et samarbeid med NMBU Veterinærhøgskolen. I samråd med dem ble det bestilt vevsprøver, blodprøver og øreprøver for genotyping av alle de identifiserte kalvene. I tillegg ble det tatt ut blodprøver på mødrene til kalvene, samt øreprøver for genotyping på de mødrene som ikke alt var genotypet. Det ble også tatt bilder, og veterinærer lagde beskrivelser av kliniske funn ved kalvene.

Til slutt var vi så heldige at en av produsentene tilbød seg å gi en av kalvene til NMBU Veterinærhøgskolen, slik at de også kunne gjøre kliniske observasjoner av kalven og foreta en obduksjon etter avlivning. Dette er essensielt for at vi får et best mulig bilde av hvilke organer/system som er påvirket.

Så langt ser det ut som at det er variasjon i hvor hardt de ulike individene er påvirket av iktyosen. Generelt har alle kalvene fortykket hud med mange hudfolder og hårtap i områder. Så langt er seks av de ni kalvene blitt avlivet som følge av lidelsen eller følgevirkninger av denne.

Identifisering av sannsynlig genfeil

Det ble raskt identifisert at alle kalvene hadde 11078 Gopollen i stamtavla sin, både på far- og morsiden. Man kunne derfor starte arbeidet med en hypotese om at genfeilen var spredt i populasjonen fra denne oksen.

Geno har i de senere årene systematisk genotypet alle seminokser på en 777 000 SNP-chip (for vanlig genotyping brukes en 45 000 SNP-chip). I tillegg har man helgenom-sekvensert en del sentrale okser i NRF-populasjonen. Ved helgenomsekvensering blir all genetisk variasjon kartlagt, slik at vi har informasjon om over 15 millioner SNPer og andre typer mutasjoner i de sekvenserte oksene. Det var derfor mulig allerede i slutten av oktober å identifisere genfeilen som sannsynligvis forårsaker iktyose i NRF. Feilen ser ut til å ha oppstått i 11078 Gopollen. Genfeilen forårsaker iktyose kun hvis avkommet har arvet genfeilen fra både far og mor.

Arbeidet videre fremover

Oksene 12086 og 12088 var i bruk siste halvdel av 2020 og første del av 2021. Restdoser etter disse oksene er nå fjernet fra sædbeholderne til veterinærer og seminteknikere.

Videre har vi identifisert og tatt blodprøve av alle dyr vi har kjøpt inn til avlsprogrammet som har 11078 Gopollen i stamtavla, for å få et sikkert svar på hvilke dyr som er bærer av genfeilen. Dette materialet vil være essensielt for at vi i neste omgang skal kunne lage en test som identifiserer hvilke genotypede dyr i populasjonen som er bærere.

Mye brukt okse

11078 Gopollen er en okse som har blitt bruk mye i NRF-avlen. Det vil derfor være en del dyr i NRF-populasjonen som er bærere av genfeilen. Generelt halveres risikoen for at et dyr er bærer med hver generasjon man går bakover for å finne en kjent bærer. Dette betyr at halvparten av avkommene etter en okse som er bærer vil arve genfeilen. For dyr som har en morfar som er bærer vil en fjerdedel ha arvet genfeilen fra ham.

Tiltak

Det er viktig å forhindre bruk av okser som er bærere på kyr som er bærere. Når vi har fått en sikker identifisering av hvilke okser som er bærere planlegges det flere tiltak i Geno avlsplan fremover som vil forebygge bruk av okser som er bærere på kyr som er bærere.

  1. Maksimalt genetisk slektskap som tillates mellom ku og okse som settes opp i Geno avlsplan er allerede redusert med 1 prosent.

  2. Når vi har fått på plass en test som identifiserer hvilke genotypede dyr som er bærere vil det legges inn en tilsvarende test i Geno avlsplan som det i dag ligger inne for de andre enkeltgeneffektene (BTA12, AH1, BTA8H).

  3. For genotypede dyr betyr det så vil man ikke tillate at det brukes okser som er bærere på kyr som er bærere.

  4. For ikke-genotypede kyr vil det ikke tillates at okser som er bærere brukes på kyr som har en far som er bærer

Takk til alle produsenter som har tillatt oss å få ta prøve av kalvene deres og veterinærer som har informert oss om funn av iktyose og tatt prøvene av de affiserte kalver og deres mødre.

Genfeilen som forårsaker iktyose ser ut til å ha oppstått i 11078 Gopollen. Siden oksen har vært mye brukt er det en del kyr som er bærere av genfeilen, men dette har ingen konsekvenser så å lenge de ikke insemineres med en okse som også er bærer. Geno Avlsplan finner riktige okser for å unngå iktyose.

Foto: Jar Arve Kristiansen

Iktyose hos storfe

Navnet iktyose er avledet av det greske ordet ichthys, som betyr fisk. Betegnelsen brukes til å beskrive utseendet av denne skjelldannende hudlidelsen. Huden får et skjellignende ytterlag, kan bli grov og fortykket, og minner derfor om fiskehud.

Forhorningen av huden, keratiniseringen, er forstyrret, og lidelsen er arvelig. Storfe med iktyose har endringer i genene (mutasjoner) som fører til feil i hudcellene, og resultatet blir den typiske hudoverflaten.

To arvelige former for iktyose er rapportert hos storfe: ichthyosis fetalis og ichthyosis congenita. Begge nedarves gjennom autosomale recessive gener, og det betyr at de må arve det muterte genet fra begge foreldrene sine. En mutasjon er en varig forandring i arvestoffet. Recessiv betyr ’vikende’. Recessiv arv er når arveanlegg ikke gir utslag hos bærere, fordi et tilsvarende dominerende anlegg også finnes samtidig. Ved recessiv arv er foreldrene friske bærere av et arveanlegg. Kalvene arver en sykdom først når de arver det samme arveanlegget fra begge foreldrene.

Ichthyosis fetalis er generelt dødelig og berørte dyr overlever vanligvis bare noen få dager etter fødselen. På 1940-tallet ble det født noen kalver med ichthyosis fetalis i Østlandsk Raudkolle og en publikasjon om disse kalvene i 1949 var den første som slo fast hvordan ichthyosis nedarves. Ichthyosis congenita er en mildere form av sykdommen og skadene er mer lokalt på enkelte steder på kroppen. Den unormale huden er lik som ved ichthyosis fetalis, men skadene er mindre alvorlige og er lokalisert særlig under buken, i lysken, rundt mulen og rundt leddene. Den underliggende molekylære defekten er fortsatt ukjent. Det er derfor usikkert om dette er to ulike lidelser eller om de representerer ulike varianter av alvorlighetsgrad av sykdommen.

Det kliniske bildet varierer fra dyr til dyr. Huden er i varierende grad fortykket og flassete, og den sprekker lett opp i sår. Den skadde huden kan kjennes ut som pergament når man tar på den. I tillegg er det grader av håravfall.

De mikroskopiske forandringene ses som hyperkeratose; altså fortykket hornlag i huden. I tillegg ses i mikroskop mange hårløse hårsekker. Det er ingen tegn til betennelse i huden, men det oppstår oftest sekundære hudinfeksjoner.

Sykdommer som kan ligne på iktyose hos storfe er:

  • hudforandringer grunnet mangel på C-vitamin

  • arvelig sinkmangel (parakeratose)

  • hudforandringer som oppstår ved lavt stoffskifte.

Mikroskopi og sykdomshistorie er viktig for å kunne stille en riktig diagnose.