Avl

Mer nøyaktige mål på innavl

Ved bruk av genotypedata er det mulig å gjøre mer nøyaktige målinger av innavl. Det åpner for nye muligheter i avlsarbeidet.

Kirsti Winnberg

Doktorgradsstipendiat NMBU

I teorien kan helsøsken være alt fra 0 – 100 prosent i slekt med hverandre, men i praksis vil det oftest være mellom 40 – 60 prosent. Foto: Rasmus Lang-Ree

Over hele verden er det blitt rutine å bruke genotypedata til å beregne avlsverdier. Bruk av samme data til å kontrollere innavl er imidlertid ikke like vanlig. Men innen forskning arbeides det med å utvikle gode metoder for dette. Ved å bruke informasjon om DNA-et til dyret kan vi nemlig estimere innavlsgrader enda mer nøyaktig enn tidligere. Dette er det som kalles genomisk innavl.

Mindre skadelige effekter og større genetisk fremgang

Genetisk mangfold er fundamentet for all utvikling hos dyr. Verken naturlig eller kunstig seleksjon er mulig uten den genetiske variasjonen. Årsaken til at innavl kan være skadelig er at dyr arver mange gener som er identiske fra far og mor, og det genetiske mangfoldet reduseres.

Det kan få alvorlige bivirkninger. Det kan skje en opphopning av skadelige sykdomsgen eller andre uønskede gener. Dette vil spesielt kunne påvirke helse- og fruktbarhetsegenskaper. I tillegg kan tap av genetisk variasjon svekke muligheten for genetisk fremgang i avlen.

I tillegg vil mye innavl gjøre avlsarbeidet sårbar i møte med eksterne forandringer. Uten genetisk variasjon kan vi ikke selektere dyr med egenskaper som ikke er viktig nå, men kan bli viktig i fremtida. Med raske endringer i klima, forbrukerpreferanser og politiske føringer er dette et viktig føre var-tiltak.

Med god og nøyaktig innavlskontroll kan vi dessuten selektere enda strengere på de beste dyrene uten at innavlen overskrider akseptable grenser. Det vil gi bonden enda bedre dyr og et avlsarbeid som raskere når avlsmålene. Uansett om målet er mer melk, mindre sykdom eller bedre fruktbarhet. Ved bruk av genomiske innavlsestimat kan dette bli mulig.

Helsøsken kan i teorien være 0–100 prosent i slekt

Tradisjonelt har man brukt stamtavler til å regne på innavl. Da bruker man forventninger om hvor mye dyr er i slekt med hverandre. Et avkom arver halvparten av genetikken fra mor og halvparten av genetikken fra far, så man antar derfor at helsøsken deler omtrent 50 prosent av de samme genene. Men i teorien kan faktisk helsøsken være alt fra 0 – 100 prosent i slekt med hverandre (selv om det i praksis viser det seg å være mellom 40 – 60 prosent).

Dette skyldes de biologiske mekanismene i nedarving av DNA. DNA-et er kveilet opp i det som kalles kromosomer. Et sett kromosomer stammer fra mor, og et sett fra far. Sammen danner disse kromosompar. Storfe har til sammen 60 kromosomer delt i 30 kromosompar.

Fordelingen av kromosomer

Når et nytt individ skapes, smelter to kjønnsceller sammen. For at det nye individet ikke skal få dobbelt så mye DNA som foreldrene, så må kjønnscellene inneholde bare halvparten av arvematerialet fra hver forelder. Altså et sett med kromosomer (30 stykk totalt). Prosessen som skaper disse kjønnscellene kalles meiose og går ut på at én stamcelle deler seg til fire kjønnsceller. Da splittes de 60 kromosomparene i den originale stamcella. Men hvilket av de to kromosomene i et par som havner i de nydannede kjønnscellene er tilfeldig.

I teorien kan derfor alle kromosomene (og genene) i en eggcelle opprinnelig stamme fra mormor, mens alle kromosomene i en annen eggcelle opprinnelig stammer fra morfar. Hvis disse to eggcellene senere utvikler seg til to kalver, så kan disse med andre ord arve 0 prosent felles genetikk fra mor selv om de er søsken. Som nevnt så skjer ikke dette i praksis, men det illustrerer hvordan den genetiske variasjonen mellom søsken kan bli veldig stor.

For å komplisere bildet ytterligere, så foregår det også en prosess kalt rekombinasjon under meiosen. Rekombinasjon skaper helt nye kombinasjoner av gener på et enkelt kromosom. Denne prosessen er, i likhet med fordelingen av kromosomene, også tilfeldig. Å bruke enkle antakelser om slektskap når man regner på innavl kan derfor bli mindre nøyaktig.

Konsekvenser nedover i slektstreet

De tilfeldige prosessene i nedarving får raskt konsekvenser nedover i slektstreet. I praksis betyr det faktisk at et avkom etter paring mellom søskenbarn kan ha lavere innavlsgrad enn avkom etter paring mellom tremenninger.

Dette får man ikke avdekket med mindre man analyserer genotypene. Da får vi sett direkte på hvilke gener som nedarves til hvilket avkom. Det gir oss mer nøyaktige tall på slektskap, og dermed også innavl. Noe som er interessant i denne sammenhengen er at forskning har vist at innavlsmålene basert på genotype-data ofte er høyere enn de tradisjonelle innavlsmålene basert på stamtavle.

Det kan skyldes at de genotype-baserte målene er mer nøyaktige, men også at de er mindre avhengig av korrekt info om avstamming. Stambøker kan fort inneholde hull eller manglende foreldre. Hvis dette skjer vil man ikke fange opp slektskap mellom dyr, og man kan risikere å avle på dyr som er mer beslektet enn man trodde.

DNA er bygget opp som en lang tråd med informasjon kodet i et alfabet på fire bokstaver; A, T, C og G. DNA-et til et storfe består av omtrent tre milliarder slike bokstaver.

Kromosom: DNA-trådene ligger kveilet opp i strukturer kalt kromosomer. Kromosomene kommer i par. En ku har 60 kromosomer, altså 30 par. 30 av disse er arvet fra mor, og 30 fra far.

Innavl: Tap av genetisk mangfold som kan gi negative konsekvenser for dyr og avlsarbeid.

Genomisk innavl: Analyser av innavl ved bruk av genotype-data. Er mer nøyaktig enn tradisjonelle innavlsmål basert på slektstrær. Åpner mange muligheter i avlsarbeidet.

Muligheter med genomisk innavl

Et svært spennende aspekt rundt genomisk innavl er at man også kan se på innavl på spesifikke deler av DNA-et. Dette er ikke mulig ved bruk av tradisjonell slektskapsdata, men gjennom genotyper kan vi analysere også for dette. Da kan vi undersøke innavlsnivået eller innavlsøkningen over enkelt-kromosomer eller til og med innad i kromosomene.

Innavlen kan nemlig ha svært ulike konsekvenser avhengig av hvor på DNA-et det befinner seg. Altså på hvilke gener vi observerer minst variasjon. Noe innavl er jo rett og slett ønskelig. For eksempel kan det være gunstig med en populasjon hvor alle dyrene har samme gen for horn-status. Dette er en type innavl fordi det er manglende genetisk variasjon, men den har ikke noen skadelige konsekvenser.

I andre områder av DNA-et kan innavlen imidlertid være svært skadelig. Dette gjelder for eksempel i områdene hvor genene for ulike immunceller befinner seg. Her er det utrolig veldig viktig med stor variasjon for at immunsystemet skal utvikle seg godt.

Når vi analyserer innavlen på spesifikke DNA-områder, kan vi bruke dette i seleksjon av avlsdyr. Dyrene kan ha gjennomsnittlig høy innavlsgrad, men denne befinner seg bare i «ufarlige» områder. Eller et dyr kan ha gjennomsnittlig lav innavlsgrad, men det manglende genetiske mangfoldet er i mer prekære DNA-regioner.

100 000 genotyper gir oss nye svar

I alt statistisk forskningsarbeid er det essensielt med store mengder data av høy kvalitet. For at de genomiske innavlsestimatene skal bli så gode som mulig er det helt nødvendig med mye genotype-data.

Nylig nådde Geno milepælen på 100 000 dyr som er genotypet. Det er fabelaktig! Jo mer data vi får, jo sikrere blir estimatene og jo bedre avlsarbeid kan man drive. Det er utrolig viktig arbeid som gjøres på hver enkelt gård for å få inn materiale som behøves for gode analyser. Spesielt med tanke på utviklingen innen genetikk og avl. Genomisk innavl er bare et av mange spennende felt forskningen kan dykke ned i når kvalitetsdataene flyter inn fra norske fjøs.

One2Feed

Utvider med avtale med Jarle Røvik som nytt ansikt til salgs- og serviceteamet i Norge. One2Feeds produktsortiment består av skinnegående fôrmikser, magasin og rundballekutter.