Epigeneettiset muutokset ja genominen valinta liharotuisilla naudoilla

Abstract

Naudasta muodostui tuotantoeläin jo varhaisessa vaiheessa. Ihminen on muokannut naudan perimää valitsemalla sopivimmat yksilöt seuraavan sukupolven vanhemmiksi. Jalostusvalinta perustui pitkään fenotyyppisiin ominaisuuksiin. Jalostusarvojen ja -järjestelmien myötä mittaamiseen perustuvien ominaisuuksien arvottaminen on lisääntynyt. Eläimen perimä eli genotyyppi antaa raja-arvot ilmiasulle eli fenotyyppille. Geneettiset ominaisuudet eivät todennäköisesti kuitenkaan pysy muuttumattomina, vaan genomiin vaikuttavat myös ympäristön olosuhteet. Perimän epigeneettiset muutokset ovat syntyneet evoluution aikaan saattamina. Ympäristön aiheuttamilla epigeneettisillä muutoksilla perimää pystytään muokkaamaan nopeasti ja riittävän lyhytaikaisesti. Emon tiineyden aikaiset ympäristöolosuhteet vaikuttavat jälkeläisen perimään. Epigeneettinen vaikutus muuttaa geeniekspressiota. Saman genomin erilaisilla geenien toimilla pyritään takaamaan jälkeläisen mahdollisimman hyvä menestyminen. Muutokset tallentuvat eläimen ns. epigeneettiseen muistiin. Epigeneettisellä muuntelulla on kaksi pääasiallista mekanismia. DNA:han liitetään metyyliryhmä sytosiini (C) guaniini (G) -pariin. Metylaation seurauksena geenin transkriptiomekanismi on hiljennetty. Kyseinen geeni ei siis toimi. Histonin modifikaatio tapahtuu joko histonien häntien asetylaation tai metylaation kautta. Histonin muutoksen kautta geeni joko toimii rajattomasti tai kytketään pois toiminnasta. Tähän asti löydetyt epigeneettiset muutokset aiheuttavat pääasiallisesti tuotannollisesti negatiivisten ominaisuuksien lisääntymistä yksilössä. Emon tiineyden aikainen tuotannollinen tai ympäristön aiheuttama stressi heikentää jälkeläisen hedelmällisyys-, kasvu- ja teurasominaisuuksia. Tiineyden ajankohta, jolloin emo on tuotannollista stressiä kokenut, vaikuttaa siihen, missä elimessä tai kudoksessa vaikutukset pääasiassa ilmenevät. Genominen valinta on yleistynyt nopeasti maitorotuisten nautojen jalostuksessa. Maitorotuisten nautojen etuna on maailmanlaajuinen valtarotu, holstein. Lähes 70 % maitorotuisista naudoista keinosiemennetään, jolloin yhdelle sonnille syntyy lukumääräisesti paljon jälkeläisiä. Liharotuisilla naudoilla genomisen valinnan yleistyminen on ollut huomattavasti hitaampaa kuin maidontuotannossa. Naudanlihantuotannon tavoitteet ovat hyvin erilaisia maanosasta riippuen, ja taloudellisesti tärkeiden ominaisuuksien kirjo on huomattavasti laajempi kuin maidontuotannossa. Toisaalta keinosiemennyssonnien käyttö on emolehmäkarjoissa huomattavasti vähäisempää kuin lypsykarjoissa. Genomisen valinnan onnistumisen edellytys on riittävän laaja testauspopulaatio, jonka testaamiseen on käytetty riittävän tiheää SNP-sirua. Geneettisten jalostusarvojen tuloksia tulee verrata säännöllisin väliajoin testauspopulaation tuloksiin. Genomista valintaa voidaan hyödyntää lukuisissa tuotanto-ominaisuuksissa. Liharotuisilla naudoilla varteenotettavia vaihtoehtoja voisivat olla mm. kasvu-, teuras-, lihanlaatu-, emo-, kestävyys- ja hedelmällisyysominaisuudet. Genomisen valinnan ja tulosten tarkkuuden etuna on, että ne ovat samanarvoisia kummallekin sukupuolelle. Genomin antama tulos voidaan arvioida jo nuorella eläimellä. Jos genomista valintaa halutaan hyödyntää tehokkaasti, eläimet tulisi testata ennen sukukypsyysikää. Tulevaisuudessa genomisen valinnan soveltamiskohteet voivat liittyä esimerkiksi eläinten hyvinvointiin ja vastustuskykyyn. Kaupallisen testin onnistumisen edellytyksenä on, että testit muodostetaan samassa tuotannollisessa ympäristössä, kuin missä niitä käytetään.