Június 20. Rafael névnapja van

5820 Mezőhegyes, Külterület 0646/15 hrsz. Tel.: +36 68 566-200 & Mobil: +36 30/337-7650 info@semex.hu

Haplotípusok: a genetikai terheltségekre adott megfelelő válasz

Öt évvel ezelőttig a haplotípus szó a legtöbb tenyésztő szótárában még nem igén szerepelt. Majd a fertilitást befolyásoló genetikai terheltségek felfedezésével és azok megjelölésére használt elnevezési rendszer elsajátításával e kifejezés meghatározó szerepet kapott az állattenyésztők lexikonában. A következőkben lássunk egy áttekintést a témában, a terheltségekre fókuszálva.
A genomika drámai fejlődést hozott az állattenyésztés területén az elmúlt 6-7 évben. A legkiemelkedőbb eredményeket a tenyészértékbecslés területén tapasztalhatjuk. Mindemellet a kutatók számos technológiai fejlesztés révén képesek azonosítani a különböző genetikai faktorokat. A szarvasmarha DNS 30 kromoszómapárból áll, melyek mentén sok-sok gén pár helyezkedik el. Minden génpár egyik tagja az egyik, a másik tagja a másik szülőtől öröklődik. Ugyanakkor a gének nem teljesen egymástól függetlenül öröklődnek, hanem a kromoszóma egy rövid szakasza, a gének egy kisebb csoportja összekapcsolódva öröklődik. Ezen szakaszokat nevezzük haplotípusnak. Az USDA kutatói a vetélést és halvaszületést okozó Brachyspina öröklődését vizsgálva jutottak el egy haplotípushoz, mely a HH0 nevet kapta. E kutatás révén ismerték fel, hogy az alkalmazott módszerrel sok másik genetikai terheltséget fedezhetnek még fel. Azonosítottak a kromoszómán 10 olyan helyet, ahol a haplotípusok soha nem fordulnak elő párban (homozigóta formában) az élő egyedek esetében. Ez azt jelenti, hogy a magzat, mely homozigóta formában hordozza az adott szakaszt halva született, vagy még magzati állapotban elvetélt. A következő lépésben megvizsgálták a vemhesülési arányt azon párosításoknál, ahol az apa és az anyai nagyapa ugyanazt az adott haplotípust hordozták, majd összehasonlították az eredményeket az állomány átlagértékeivel. Ennek eredményeként megállapították, hogy mind a 10 génszakasz esetében alacsonyabb vemhesülési eredmény tapasztalható. Ugyanezzel a módszerrel megvizsgálták a halvaszületési adatokat is, de a legtöbb esetben nem találtak kapcsolatot. Ebből világosan látszott, hogy a gyengébb vemhesülési eredmények oka a korai embrióelhalás volt. Telepi szinten mindez úgy érzékelhető, hogy a tehén nem vemhesült, de a probléma nem volt magától értetődő.

Függetlenek

Öt haplotípus az előbb említett 10-ből a holstein fajtában, 2-2 a jersey és brown-swiss, 1 az ayrshire fajtában fordul elő. A haplotípusok elnevezésében az érintett fajta és egy sorszám szerepel, így a holstein fajtában HH1, HH2, HH3, HH4 és HH5 haplotípusokat különböztetünk meg. Habár ezen haplotípusok a gyengébb fertilitási eredményekkel kapcsolatosan voltak ismeretesek, mára a HH2 haplotípus kivételével a mutálódott gén pontos helye is ismert. Fontos megjegyezni, hogy ezen szakaszok egymástól függetlenek, vagyis egy HH1 hordozó tehén HH3 hordozó bikával történő párosítása nem vet fel problémát. Egy bika, mely hordoz egy előbbiekben említett haplotípust (mondjuk a HH1), 50% eséllyel adja azt tovább a lányainak. Ha a lányát egy ugyancsak HH1 hordozó bikával párosítjuk, akkor 12,5% esély van arra, hogy az utód a végzetes, homozigóta formában hordozza a HH1 haplotípust. A gazdasági hatás természetesen nagyban függ a genetikai rendellenesség állományban való előfordulási gyakoriságától. Egy hordozó bika nagyobb kárt okoz egy olyan állományban, ahol az adott haplotípus előfordulási gyakorisága nagyobb, mint egy olyan állományban, ahol kisebb, hiszen nagyobb eséllyel párosítunk vele olyan tehenet, mely ugyancsak hordozza az adott génszakaszt. 2011-ben, amikor az első három haplotípust azonosították, 1349 aktív bikából 195 hordozta a haplotípusok valamelyikét (14,46%). A három terheltség eloszlása a következő módon alakult: HH1-5%, HH2-4,1%, HH3-5,5%. A HH4 jelenlegi előfordulási gyakorisága 0,7%, a HH5 4,4%. A HH4 Európában elterjedtebb, mint Észak-Amerikában. Először Franciaországban fedezték fel, Besne Buck volt a legkorábbi ismert hordozó, melynek fia Jocko, több mint 100 000 európai lánnyal.

Fertilitási értékek

Mit tehetünk ezekkel a termékenyülést befolyásoló genetikai faktorokkal? Kezdetekben, a haplotípusok első publikálását követően, a genetikai terheltséget hordozó gének állományból való kivonását szorgalmazták. Ugyanakkor sokan érveltek úgy, hogy ez egy drasztikus és túlreagált reakció. Ha valamennyi hordozó bikát kivontuk volna a tenyésztésből, akkor hatalmas genetikai költségen mellőztük volna a legfontosabb vérvonalak bikáit. Két példa minderre: Shottle (HH5) és O-Man (HH3). Gondoljunk bele, hogy micsoda hatása lenne a mai tenyésztésre, ha ezt a két fontos vérvonalat kivonnánk…mindezt egy relatív kismértékű negatív fertilitási hatás miatt. És itt meg kell említeni, hogy a valamely haplotípust hordozó értékelődött bika már valamely állományban használva volt és annak hatása a ferilitás index, illetve a DPR számítás folyamán figyelembe lett véve. Az állomány minden egyede hordoz mutációkat, de annak nagy része nem okoz negatív hatást. Egyre világosabb, hogy a genomika révén újabb negatív hatású haplotípusokat fogunk felfedezni. Ezek teljesmértékű kivonása lehetetlen. Sokkal valószínűbb egy olyan terv alkalmazása, mely révén irányíthatjuk és csökkenthetjük ezek hatását.

A hatás kezelése

E célból az Amerikai Holstein Egyesület fenntart és folyamatosan frissít egy aktuális listát, hogy mely bika mely haplotípust hordozza. Ajánlott a bikaválasztás során figyelembe venni, hogy a választott bikák hordozzák-e valamely terheltséget, illetve hogy a párosítandó tehén felmenői között ne szerepeljen ugyanannak a terheltségnek a hordozója. Ehhez biztos segítséget nyújtanak a párosítási programok, melyek segítenek, hogy a hordozó bikát ne párosítsuk olyan egyeddel, mely nagy valószínűséggel ugyanazt a terheltséget hordozza. Valójában, ahogy egyre több és több genetikai és haplotípus kód válik ismertté, e programok jelentik majd a legpraktikusabb megoldást. Természetesen, a terheltséget hordozó bikák folyamatos használatával mind inkább elterjed az adott haplotípus az állományban. Bizonyára a mesterséges állomások akkor is értékesíteni fogják csúcsbikáikat ha azok valamely haplotípust hordozzák, ugyanakkor a bikák bekerülésénél az értékhatárt éppen csak meghaladó bikák esetében a haplotípust hordozó egyedeknél a genetikai terheltség egy újabb okként szerepelhet arra, hogy ne kerüljön be az állomásra. Ez a korlátozott szelekciós nyomás a haplotípusok előfordulási gyakoriságának lassú csökkenéséhez vezethet.

HCD

A HCD (koleszterin termelés rendellenessége) a legutóbb publikált haplotípus, mely egy kissé eltér a korábbiaktól. 2015-ben német kutatók jelentették be, hogy felfedeztek egy haplotípust, mely homozigóta formában a borjak pár hónapos életkorban történő elhullását okozza. Leírták, hogy heterózigóta formában csökkent koleszterin szintet eredményez, de homozigóta formában a borjak nem rendelkeznek koleszterinnel, így pár hónapon belül elpusztulnak. A terheltség első ismert hordozója Storm, a modern vérvonalakat tekintve pedig Goldwyn, mely hordozóként nagy hatással van a mai tenyésztésre. Kihívást jelentett, hogy a terheltséget hordozó haplotípus szinte azonos volt a szabályos szakasszal. Ennek eredményeként a pedigréinformációk felhasználásával erősítették meg a teszt eredményeket. Emiatt a teszt eredmények országonként eltérőek lehettek attól függően, hogy a pedigré rögzítése milyen részletes volt. Ezt követően idén a University of Liege kutatói azonosították a mutálódott gént, mely a végleges teszt elkészítését jelentette. A borjúelhullás nagyobb gazdasági hatással bír, mint a korábban megismert haplotípusok által okozott korai magzatelhalás. Ennek eredményeként a mesterséges állomások kissé nagyobb hangsúlyt fektetnek a HCD-re, mint szelekciós kritériumra. A HCD a BLAD-hoz hasonló terheltségként tekinthető.

Mérhető válasz

E terheltségek felkerültek a listára, mint a Brachyspina, a CVM és a DUMPS. Az idő megmutatta, hogy a legjobb válaszként először limitálnunk kell az azonos terheltséget hordozó egyedek egymással történő párosítását, mely a haplotípusok előfordulásának folyamatos csökkenését okozza az állományban. A túlzott válaszadás, mely az összes terheltséget hordozó egyed tenyésztésből való kivonását jelenti, nem csak a genetikai előrehaladás tekintetében kerülne sokba, de az újabb és újabb genetikai terheltségek felbukkanása miatt kudarcra is lenne ítéltetve.

Forrás: Doug Savage: Haplotypes: Taking an Appropriate Response to Genetic Defects, Holstein International, 2016. június, 10-11.o