Genetika pro šlechtění masného skotu

Čas jsou peníze Vědce na celém světě zajímá, co skrývají geny a co všechno mohou potomci od svých rodičů zdědit, a proto zkoumají genom, který je souhrnným genetickým založením každého organismu – obsahuje veškeré genetické informace kódované řetězci nukleových kyselin uložených v podobě chromozómů v buněčném jádře. Často se mluví o genomové či genomické selekci, i když zatím nešlechtíme podle celého genomu, ale pouze na základě analýzy polymorfismu některých genů či pouhých markerů. To umožňuje zvýšit spolehlivost předpovědi plemenných hodnot jedince. A to není nijak málo. Význam plemenné hodnoty odhadnuté na základě analýzy genových markerů spočívá především v úspoře času, kterého by bylo třeba pro „konvenční“ odhad plemenné hodnoty na základě výsledků potomstva. To je velmi cenné zvláště pro některé vlastnosti, jejichž plemenné hodnoty jsou k dispozici příliš pozdě na to, aby se daly efektivně využít pro šlechtitelský proces. Zpřesnění tohoto odhadu je významné zejména u vlastností, které jsou obtížně zjistitelné, respektive spolehlivost výsledků je v době, kdy je potřeba se na jejich základě rozhodovat, velmi nízká. Od poznání genomu k jeho využití Zkoumání a mapování genomu skotu bylo složitým úkolem, který stál nemálo prostředků, svedl dohromady více než 300 vědců z 25 zemí světa, kterým se po letech usilovné práce povedlo dosáhnout velikého úspěchu – poprvé byl přečten celý genom skotu. Sekvenování genomu skotu zabralo této skupině vědců celých šest let. A tak, jako u každé nové technologie, i u sekvenování genomu se daří nejenom celý proces zrychlovat, ale zároveň snižovat náklady. Zatímco „přečtení“ genomu první herefordské krávy zabralo čtyři roky a stálo 50 milionů amerických dolarů, o pár let později se již doba „čtení“ zkrátila na sedm měsíců a náklady klesly na „pouhých“ 130 tisíc amerických dolarů. Poznání kompletní sekvence nukleotidů dalo vědcům jedinečný pohled na biologii a evoluci skotu, ale hlavně to povede k revoluci i ve šlechtění masného skotu, zejména pokud jde o kvantitativní vlastnosti, jako jsou přírůstky, ale i kvalitativní, jako je například křehkost masa nebo jeho mramorování (marbling). A navíc můžeme přidat šanci předpovídat třeba náchylnost k metabolickým poruchám či predispozici k jiným zdravotním problémům, které více či méně ohrožují užitkovost nebo dokonce i život postiženého jedince. Může jít o hledání vad …Koluje vtip o tom, že neexistuje zdravý člověk – pouze špatně vyšetřený. A podobné je to i u zvířat. Dalo by se říci, že každý člověk i zvíře ve svém genomu nesou minimálně jednu recesivní alelu, která by při nepříznivé shodě okolností mohla najít svůj protějšek a projevit se v celé své negativní „kráse“. Jak stoupá úroveň lidského poznání, jsou odhalovány příčiny některých do nedávna „nevysvětlitelných“ problémů, v jejichž důsledku měli v minulosti chovatelé ztráty způsobené např. embryonální mortalitou, zmetáním, špatnou vitalitou a úhynem telat, vývojovými vadami a deformacemi, které v mnoha případech vedly ke smrti zvířete. Jistě uznáte, že u chovatele, jehož zisk pramení z prodeje zástavového nebo vykrmeného zvířete, je každý nenarozený nebo ztracený kus citelným zásahem do ekonomické bilance. A proto se vědci pozorněji zahleděli do genomů, aby se pokusili objevit, kde se stala chyba. V nedávné minulosti bylo v odhalování genetických vad u masného skotu dosaženo velikého pokroku. Snad největší soubor genetických vad byl v posledních letech odhalen u belgického modrobílého plemene a díky tomu mají šlechtitelé a chovatelé zas o něco „složitější“ práci. Musí hlídat sedm genových defektů, jejichž působení má za následek nejen pokles úrovně užitkových vlastností postiženého jedince, ale v mnoha případech i jeho smrt. Ale na druhé straně, včasná detekce vedoucí k vyloučení projevu těchto genových defektů má, vzhledem k jejich jednoduchému způsobu přenosu, významný vliv na ekonomiku čistokrevného chovu tohoto plemene nejen v Belgii. Díky vyřazení býků přenášejících genetické vady z připařovacího plánu dokázal nejeden belgický chovatel výrazně snížit mortalitu telat. Poznáním způsobu přenosu a vývojem testů na odhalení přenašečů lze relativně snadno jejich výskyt v populaci minimalizovat. … ale není vada jako vada … Nicméně, může existovat i genetická vada, kterou chovatelé u plemene záměrně upevňovali a z jejího projevu udělali např. u belgického modrého dokonce plemenný znak. Díky „vadnému genu“ kódujícímu bílkovinu zvanou myostatin, brzdící v určité fázi vývoje jedince vývoj svalové tkáně, dochází u tohoto plemene k vývinu dvojitého osvalení (tzv. double muscling), což s sebou přináší nejenom mimořádnou produkci kvalitního hovězího masa, ale i různé funkční nedostatky. Tím snad nejznámějším problémem je nutnost rodit absolutní většinu telat u čistokrevných matek císařským řezem. Jenže ne všichni chovatelé čistokrevných zvířat plemene modré belgické jsou ochotni se smířit s nutností chirurgických porodů. A tak v některých zemích Evropy (např. ve Velké Británii či Dánsku) začali šlechtitelé klást důraz na zvýšení výskytu spontánních porodů i v případě čistokrevných plemenic. Bohužel, jejich snaha jde často na úkor masné produkce, kvůli které je toto plemeno tak oblíbeno a díky které jsou zejména belgičtí chovatelé s císařskými řezy smířeni. Ale i v Belgii se nakonec shodli na tom, že by vůbec nebylo špatné, kdyby se jejich národní plemeno dokázalo otelit samo i v čistokrevné formě (aniž by museli obětovat výrazné osvalení), což by mohlo pomoci toto plemeno výrazněji rozšířit i do dalších zemí, kde chovatelé nechtějí akceptovat belgický způsob telení. Cesta k snadným porodům? Není žádným tajemstvím, že krom velikosti telete a síly jeho kostry mají rozměry a utváření pánve matky na průběh porodu značný vliv. Jenže v důsledku takřka stoprocentního využívání císařských řezů nevěnovali chovatelé a šlechtitelé tohoto plemene takřka žádnou pozornost utváření zádí (samozřejmě s jedinou výjimkou, a tou byl vývin osvalení). Právě to je základní myšlenkou projektu, jehož cílem je dosáhnout do roku 2020 snížení četnosti porodů vedených císařským řezem na padesát procent. Univerzita ve Wageningenu již učinila první kroky na cestě k snadnějším porodům projektem, který je založen na výběru zvířat podle vnitřních rozměrů pánve, protože bylo objeveno, že od určitých rozměrů šance na přirozené otelení výrazně stoupá. Pokud budou chovatelé dostatečně motivováni k důsledné spolupráci při výběru a využití těch správných zvířat, tak se může podařit stanoveného cíle dosáhnout. Co lze vyčíst z DNA Ale abychom se nevěnovali pouze genetickým vadám. Vědci se zabývají například využitím genomických analýz k odhadování plemenných hodnot užitkovosti a funkčních vlastností (tzv. fitness) na základě analýzy genových markerů. Šlechtitelé holštýna (a některých dalších plemen s mléčnou produkcí) již mají nějakou dobu k dispozici nástroj, díky kterému mohou odhadovat budoucí užitkovost mladých zvířat, což jim skýtá možnost efektivněji řídit šlechtitelský program a dosahovat genetického pokroku rychleji, než při tradičním odhadu plemenných hodnot na základě výsledků z testačního připařování. Ale využití genomické selekce založené na analýze DNA již nebude výsadou dojených plemen. Dr. Heather Burrowová, ředitelka australské společnosti Beef CRC, očekává, že do roku 2012 by mohly být k dispozici komerčně využitelné markerové testy pro mramorování a křehkost masa, jatečnou výtěžnost, konverzi živin a plodnost plemenic. Ale nejen v Austrálii běží genomické výzkumy na plné obrátky. V Evropě se francouzská organizace Limousine Sélection ujala pozice lídra v zavádění genomické selekce do šlechtění masného skotu a v červnu 2010 vznikla biotechnologická společnost IngenomiX, jejímž úkolem bude (například ve spolupráci s univerzitou v Limoges) vývoj spolehlivého nástroje pro zvýšení efektivnosti šlechtitelského programu plemene limousine, založeného na vyhodnocení genetického potenciálu jednotlivých zvířat již v raném věku. Pro vývoj spolehlivé metody je tím nejdůležitějším úkolem získat dostatečný počet jedinců se známými užitkovými parametry a zároveň známými původy. Hned na počátku se povedlo získat 12 tisíc vzorků DNA od čistokrevných limousinských zvířat se známými plemennými hodnotami a už jich bylo více než 3000 analyzováno. První informace z „DNA čipu“, by mohly být k dispozici již na začátku letošního roku. Měly by poskytnout více informací o průběhu porodů, intenzitě růstu, vývoji osvalení a kostry. Ale ani Evropané a Australané v tom nejsou sami. Kvalitě masa se intenzivně věnovali například vědci z Texas A & M University System a Mississippi State University, kteří tvrdí, že i povaha zvířat má vliv na to, jestli si nakonec pochutnáte na křehkém steaku nebo budete zápasit s tuhou svalovinou. Zvířata s „temperamentním“ chováním jsou nejen obtížněji ovladatelná, ale i obtížněji poživatelná. Tento zajímavý objev doplňují vědci z kanadské University of Alberta, kteří ohlásili, že objevili marker právě pro predikci temperamentu zvířat. A k tomu ještě dalších více než 125 genových markerů, z nichž už je více než desetina komerčně využívána. Klíčové informace – Informace získané výzkumem by měly začít výrazněji přispívat k urychlení a zefektivnění šlechtitelského procesu masného skotu. – Využívání nejnovějších poznatků genomiky tak nejspíš bude nutné vbrzku zařadit do plánování a realizace šlechtitelských programů, pokud chtějí být chovatelé a firmy zabývající se TOP šlechtěním masného skotu úspěšné. – Také proto, že stoupá poptávka po živočišných bílkovinách a odhaduje se, že k zajištění celosvětové potřeby v roce 2050 bude nutné současnou produkci potravin zdvojnásobit. Určitě se to bude týkat i hovězího masa.

Ing. Ota Beran
Ing. Anna Marcinková
BM Profit – poradenství a vzdělávání