Kandidatgener för köttkvalitet samt tillväxt och slaktkroppsegenskaper hos svenska köttraser

Sammanfattning av slutrapport
Vår studie påvisar kandidatgener med betydelse för köttkvaliteten hos svenska ungtjurar av köttras. De genetiska sambanden tycks dock skilja mellan raser, sannolikt beroende på olika bakgrundsgenom, vilket kan ha betydelse för den generella tillämpbarheten av SNP chips som utvecklats baserat på data från enstaka raser. Calpastatin-markören CAST:c.155C>T fungerade här som den bästa markören för mörhet, detta trots att calpain-markören CAPN1:c.947G>C är den som används som markör för mörhet i det kommersiella Gene STAR-testet. Noterbart är att den vanligaste calpain-allelen i vårt djurmaterial tycks ha negativa effekter på både mörhet och marmorering. Det fördelaktiga sambandet mellan T-allelen inom CAST:c.155C>T och mörhet stöds av resultat från andra köttraser. Generna för leptin, SCD1 och calpain kan ses som kandidatgener för köttfärg, om än med varierande grad av orsakssamband. Samma DGAT1-allel som är associerad med hög mjölkfetthalt visade även positivt samband med marmorering.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Under senare år har det förts en debatt kring vår konsumtion av nötkött. Animalieproduktionen, framförallt kött från idisslare, har visat sig leda till utsläpp av växthusgaser i atmosfären. Konsumtion av så kallat rött kött från idisslare förknippas även med hälsorisker. Sammantaget förs det fram en rad argument för minskad köttkonsumtion. Rimligen borde en minskad konsumtion kompenseras med efterfrågan på kött med högre kvalitet. Ur djuretisk synpunkt är köttproduktion från dikor den mest invändningsfria samtidigt som betande djur håller våra marker öppna. Följaktligen bör vi sträva mot att det konsumerade köttet kommer från svenska köttrasdjur med god köttkvalitet. Om huvuddelen av det konsumerade nötköttet kommer från den självrekryterande köttproduktionen måste inte en minskad köttproduktion få allvarliga konsekvenser för Sveriges nötköttsproducenter.
Konsumenten värderar köttkvalitet utifrån dess mörhet, färg, saftighet, smak och konsistens men där mörheten anses vara allra viktigast. Ett problem är att variationen i mörhet och andra kvalitetsegenskaper är betydande trots att styckningsdetaljen (t.ex. ryggbiffen) är densamma. Med andra ord är det svårt att garantera ätkvaliteten hos butiksköttet. Fler skulle köpa biff om köttet var garanterat mört; norska konsumenter uppges vara villiga att betala 50 % mer för en mycket mör biff. Köttets färg efter paketering och lagring är en annan viktig egenskap för att minimera svinnet i olika led eftersom konsumenten har låg acceptans vad gäller missfärgat kött. Färgstabiliteten hos ryggbiff har nyligen visat sig ha en relativt hög ärftlighet och man har även funnit rasskillnader. Likaså har köttets marmorering betydelse ur ett konsumentperspektiv eftersom den bidrar till hur man upplever smak och saftighet hos tillagat kött.
Medan vi med traditionell avel (individ- och avkommeprövning) uppnått betydande förbättringar inom ekonomiskt intressanta egenskaper som t.ex. tillväxt, har köttkvalitetsegenskaperna inte beaktats. Det beror bl.a. på att dessa är kostsamma och tidsödande att mäta och enbart kan mätas på slaktade djur. Avelsurval direkt på genotyp är därför särskilt intressant för köttkvalitetsegenskaper. Forskningsresultat pekar på förekomst av enskilda gener, s.k. ”major genes”, med stor och direkt effekt på mörhet och andra egenskaper som är av betydelse för ätkvaliteten. Dock har den absoluta majoriteten av de genetiska markörer som använts för selektion av avelsdjur sedan konceptet först lanserades på 80-talet själva ingen direkt effekt, men så kallad Marker Assisted Selection (MAS) fungerar bra under förutsättning att en viss markörallel i princip alltid nedärvs tillsammans med ett t.ex. positivt anlag för en intressant egenskap. Det bygger på att markören befinner sig mycket nära en gen som styr egenskapen ifråga.
Det senaste decenniet har det snabbt vuxit fram effektiva metoder för genotypning vilka bygger på hundratusentals punktmutationer (Single Nucleotide Polymorphism = SNP; uttalas ’snipp’) spridda över hela genomet. Samtliga dessa SNP-markörer (’snippar’) sitter bundna på ett litet chip, ett sk ’snipp-chip’. Genom att applicera en individs DNA på chippet kan man genotypa individen för samtliga SNP på en och samma gång. I takt med att datorkapaciteten växer kan den stora mängden genotypinformation vägas ihop, vilket innebär att man kan leta efter DNA-regioner över hela genomet som visar samband med köttkvalitet, och även utnyttja SNP chippet för så kallad genomisk selektion vilket redan sker inom mjölkkoaveln. Kostnaden för dessa SNP chip är ännu så länge alltför höga för att genotypa ett stort antal individer varför genotypning av väletablerade kandidatgener fortfarande är relevant.
Många forskare har ägnat sig åt att identifiera ”major genes” och genetiska markörer för köttkvalitet. De för tillfället intressantaste generna är sådana som inverkar på mörhet, t.ex. CAPN1 som kodar för enzymet calpain och genen CAST som kodar för dess inhibitor calpastatin. En kandidatgen med effekt på marmorering är den i mjölkkoavelssammangang högrelevanta DGAT1-genen medan gener som associeras med variation i köttfärg är den tidigare nämnda CAST samt SCD. Markörer har emellertid visat sig ha olika effekt i olika populationer. En mängd genetiska markörer marknadsförs idag för en rad köttproduktionsegenskaper. Eftersom det är kostsamt att genomföra de associationsstudier som ligger bakom identifieringen av markörerna baseras analyserna ofta på ett begränsat antal djur, ofta korsningar. Marköreffekterna bör därefter valideras i ett oberoende djurmaterial, något som ofta brister. Vetenskapliga artiklar har rapporterat motsägelsefulla resultat vad gällde saluförda genetiska markörer. Samtidigt förekom fall i USA där tjurar med höga och tillförlitliga avelsvärden för en given köttkvalitetsegenskap visade sig bära två kopior av den ofördelaktiga markörallelen för egenskapen ifråga. Med viss rätt började somliga köttbönder bli tveksamma till nyttan av att investera i gentester och började efterfråga oberoende valideringar av testerna.
Till skillnad från flertalet länder slaktas i Sverige handjuren som ungtjurar vid en genomsnittlig ålder av 18,7 månader och en vikt på 310 kg. Under 2012 slaktades 40 % som tjurar medan endast 7 % var stutar. Svenska resultat visar att okastrerade djur växer fortare men ger ett kött som är mindre mört än kött från stutar vid motsvarande vikt. Det är därför särskilt angeläget att förbättra mörheten hos det svenska nötköttet. Samtidigt kan den svenska produktionsmodellen med kött från ungtjurar innebära att de kommersiella DNA-testerna för köttkvalitet inte kan användas utan korrigeringar eftersom marköreffekterna skattats på stutar. Ett antal kommersiella företag har etablerats vilka marknadsför DNA-tester som uppges spegla djurets anlag för köttkvalitet, framförallt mörhet och marmorering. Köttdjursuppfödare utnyttjar testerna för att uppnå ett säkrare urval inom den egna besättningen av avelsdjur med avseende på köttkvalitet. Vi ville undersöka huruvida dessa tester är tillämpbara för köttrasdjur under svenska förhållanden men även analysera några kandidatgener för köttfärg samt mörhet mätt med hjälp av kompressionsanalys.
Syftet med detta arbete var alltså att undersöka kandidatgeners inverkan på kvaliteten hos kött från ungtjurar av köttras uppfödda i Sverige. I den första studien undersöktes samband mellan djurens olika varianter av calpain, calpastatin och leptin och köttets mörhet. I den andra studien undersöktes sambandet mellan calpain, calpastatin, leptin, DGAT1 och SCD1 och köttets pH, marmorering, färgstabilitet och vätskehållande förmåga.
Vår studie visar att vissa kandidatgener har betydelse för köttkvaliteten hos svenska ungtjurar av köttras. De genetiska sambanden tycks dock skilja mellan raser, sannolikt beroende på olika bakgrundsgenom, vilket kan ha betydelse för den generella tillämpbarheten av SNP chips som utvecklats baserat på data från enstaka raser. Calpastatin-markören CAST:c.155C>T fungerade här som den bästa markören för mörhet, detta trots att calpain-markören CAPN1:c.947G>C är den som används som markör för mörhet i det kommersiella Gene STAR-testet. Noterbart är att den vanligaste calpain-allelen i vårt djurmaterial tycks ha negativa effekter på både mörhet och marmorering. Det fördelaktiga sambandet mellan T-allelen inom CAST:c.155C>T och mörhet stöds av resultat från andra köttraser. Generna för leptin, SCD1 och calpain kan ses som kandidatgener för köttfärg, om än med varierande grad av orsakssamband. Samma DGAT1-allel som är associerad med hög mjölkfetthalt visade även positivt samband med marmorering.
Slutsatsen är att calpastatin-markören CAST:c.155C>T bör kunna användas som en markör för att identifiera individer som kan användas inom svensk köttrasavel för mörare kött. Vår rekommendation är samtidigt att man inte okritiskt baserar avelsurvalet på genetiska tester som inte validerats under svenska förhållanden.