Avelsvärdering grundad på genomiska data, för en miljövänligare mjölkproduktion

Sammanfattning av slutrapport
Vi har undersökt hur genomisk avelsvärdering kan förbättra egenskaper som är svåra att registrera i stor skala, t.ex. foderutnyttjande och utsläpp av metangas. Genom datorsimulering av ett avelsprogram där minskad klimatpåverkan ingår i avelsmålet har vi jämfört det genetiska framsteget mellan olika sätt att mäta klimatpåverkan och studerat vad som krävs för att det ska vara lönsamt att inkludera klimatpåverkan i avelsarbetet. Studien visar att genomisk avelsvärdering skulle kunna användas för att minska mjölkproduktionens klimatpåverkan utan påtagliga försämringar i mjölkproduktion och funktionella egenskaper. Uppgifter om kors hållbarhet registreras på alla kor och som indikatoregenskap kan hållbarhet ge ett stort framsteg i klimatpåverkan trots att arvbarheten för hållbarhet är låg och trots att det är ett mindre direkt mått på klimatpåverkan än t ex foderutnyttjande. På längre sikt kan metangas mätt i kons utandningsluft i mjölkroboten bli en intressant ny egenskap i avelsarbetet.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Avelsvärdering grundad på genomiska data, för en miljövänligare mjölkproduktion

Syfte med studien
Vi ville besvara frågan: Hur ska nordiska avelsorganisationer använda genomisk avelsvärdering för en miljövänligare mjölkproduktion och under vilka förutsättningar är det lönsamt att använda genomisk avelsvärdering?

Genomisk avelsvärdering
Genomisk avelsvärdering (kallas också genomisk selektion) innebär att man med en högre säkerhet kan välja ut de bästa djuren redan vid ung ålder. Det börjar med att ett DNA-prov tas med tops från näsborren (eller blodprov) på det djur som ska genotypas. Cirka 50 000 genetiska markörer spridda över DNA-kedjan visar djurets avelsvärde för olika egenskaper. Värdet på markörerna för t ex mjölkproduktion är känt eftersom man redan har undersökt och avelsvärderat många djur och räknat ut vilka markörer som är kopplade till ett bra resultat och vilka som är kopplade till ett dåligt resultat i olika egenskaper. Dessa djur kallas referenspopulation och används som ett slags facit för den genomiska avelsvärderingen. Markörerna är dock bara markörer, de säger inte hela sanningen om djurens anlag. Därför måste man beakta de genomiska avelsvärdenas säkerhet. Fler registreringar och fler djur i referenspopulationen ger högre säkerhet.

Resultat
Det pågående avelsarbetet för ökad mjölkproduktion och funktionella egenskaper leder till minskad klimatpåverkan, eftersom produktionen blir effektivare. Det går dock att få ett ännu större framsteg (ännu mindre klimatpåverkan) om klimatpåverkan registreras och tas med i avelsmålet. Studien visar att genomisk avelsvärdering skulle kunna användas för att minska mjölkproduktionens klimatpåverkan utan påtagliga försämringar i mjölkproduktion och funktionella egenskaper. Olika mätegenskaper kan användas för att registrera klimatpåverkan mer eller mindre direkt, t ex kons hållbarhet, foderutnyttjande eller metangasutsläpp. Vi har studerat mjölkproduktionens klimatpåverkan, men resultaten kan överföras till andra nya egenskaper som t ex mjölkens kvalitet för osttillverkning.

Ju färre registreringar som görs desto längre räcker pengarna, men säkerheten för de genomiska avelsvärdena blir lägre och därmed minskar framsteget. Hållbarhet, som kan registreras som utslagen eller ej efter första laktation, kräver inga nya investeringar. Eftersom hållbarhet registreras på alla kor kan det ge ett stort framsteg i klimatpåverkan trots att arvbarheten för hållbarhet är låg och trots att det är ett mindre direkt mått på klimatpåverkan än t ex foderutnyttjande. På längre sikt kan metangas mätt i kons utandningsluft i mjölkroboten bli en intressant ny egenskap. Det förutsätter dock att kostnaden för den tekniska utrustningen sjunker.

Ett viktigt resultat är att referenspopulationens sammansättning spelar stor roll för om det är ekonomiskt lönsamt eller inte att börja registrera nya egenskaper. Det ekonomiska utrymmet för investeringar blir betydligt större när referenspopulationen består av genomiskt testade kor med egna registreringar av den nya egenskapen, jämfört med en referenspopulation som består av genomiskt testade tjurar vars döttrar har registreringar.

Metod
För att undersöka hur genomisk avelsvärdering för nya egenskaper kan användas i mjölkkoaveln, och vad som krävs för att det ska vara lönsamt gjorde vi datorsimuleringar. Vi byggde upp en SRB-population och studerade olika avelsmål med tre målsegenskaper som alla hade lika stort ekonomiskt värde. Målegenskaperna var mjölkproduktion, funktionella egenskaper och klimatpåverkan. Vi studerade sex olika mätegenskaper som skulle kunna användas för att mäta klimatpåverkan. Några egenskaper är lätta och några är svåra (alltså dyra) att registrera: kons hållbarhet, korshöjd, kroppsvikt, metangasutsläpp i kons utandningsluft mätt i mjölkrobot, foderutnyttjande och metangasutsläpp mätt i klimatkammare. Sedan jämförde vi det genetiska framsteget i målegenskaperna. Från det totala genetiska framsteget (i pengar) räknade vi ut hur stort det ekonomiska utrymmet för ökade registreringar blir med olika mätegenskaper. Hur mycket får registreringen av en ny egenskap (t ex metangasutsläpp) kosta som mest för att den totala vinsten av avelsarbetet ska bli större än den blir med dagens avelsprogram?

Slutsatser och råd till näringen
Ett brett avelsmål som innehåller både produktionsegenskaper och funktionella egenskaper minskar mjölkproduktionens klimatpåverkan. Men genom att använda genomisk avelsvärdering, ta med klimatpåverkan i avelsmålet och registrera en egenskap som mäter klimatpåverkan kan det genetiska framsteget i minskad klimatpåverkan bli ännu större.

Kons hållbarhet är ett bra mått på klimatpåverkan, eftersom denna mätegenskap ger en relativt stor minskning i klimatpåverkan utan att medföra några nämnvärda extra kostnader. Den avelsorganisation som vill verka för minskad klimatpåverkan kan enkelt göra det genom att lägga större vikt vid hållbarhet i avelsvärderingen. På sikt kan det finnas skäl att arbeta mer direkt för minskad klimatpåverkan genom att mäta metangasutsläpp i mjölkningsrobot.

Vidare studier
Frågor kring genotypning av kor och kornas värde i referenspopulationen samt vem som äger genomisk och fenotypisk information, vem som investerar i ny mätutrustning och vem som fattar beslut om avelsarbetet vore intressant att gå vidare med. Mer forskning kring hur foderutnyttjande och metangasutsläpp kan mätas i stor skala behövs och det är också viktigt att skatta samband mellan dessa egenskaper och funktionella egenskaper. Den svåraste forskningsuppgiften är kanske att beräkna vilken relativ vikt som ska läggas på mjölkproduktionens klimatpåverkan i avelsarbetet och vem som ska betala för livsmedelsproduktionens klimatpåverkan.