Genetisk framgang neste ti år for fôropptak og metanutslipp

Geno har nylig startet innsamling av data for NRF-kyrs fôropptak og metanutslipp på fjorten norske gårder, der det samles inn data for tusen kyr årlig for blant annet fôropptak og metanutslipp fra vom. Alle kyr med dataregistreringer for disse to nye egenskapene blir også genotypet, og utgjør en referansepopulasjon for genomisk seleksjon. Vi har simulert genetisk fremgang de neste ti årene for én av de nye egenskapene (enten fôropptak eller metanutslipp). Simuleringen forutsetter en arvbarhet på 0,3 for egenskapen, data på 1 000 kyr årlig og en økonomisk vektlegging på tjue prosent i samla avlsverdi.

Vi estimerte at genetisk framgang for den nye egenskapen over 10 år vil bli 2,7 poeng, mens den vil bli 64,1 poeng for samla avlsverdi uten at fôrutnyttelse er vektlagt. Den beskjedne økningen i avlsverdi ved direkte seleksjon for egenskapen indikerer at referansepopulasjonen av kyr med data bør bli større, og det er behov for å utforske hvordan vi kan oppnå større genetisk fremgang for fôropptak og metan.

Øke antallet registrerte kyr

Et alternativ for å forbedre genetisk fremgang er å øke antallet kyr med data for den nye egenskapen ved å utvide referansepopulasjonen av kyr. Vi simulerte to scenarioer: Ett med 2 000 kyr per år og et annet med 3 000 kyr per år. Forventet genetisk fremgang over ti år var 3,7 poeng for den nye egenskapen og 63,9 poeng for samla avlsverdi uten den nye egenskapen for scenarioet med 2 000 dyr, og 6,2 poeng for den nye egenskapen og 63,4 poeng for samla avlsverdi uten den nye egenskapen for scenarioet med 3 000 dyr. Dette betyr at genetisk fremgang for den nye egenskapen øker med økende antall kyr med dataregistreringer, men vil fortsatt være betydelig mindre enn genetisk fremgang for samla avlsverdi uten den nye egenskapen.

Øke vekten av den nye egenskapen i samla avlsverdi

Et annet alternativ for å forbedre genetisk fremgang for den nye egenskapen er å øke den økonomiske vektlegginga (forutsatt at fôrutnyttelse/metan vektlegges i avlsmålet). For dette formålet simulerte vi et scenario hvor den nye egenskapen har en økonomisk vekt på femti prosent i fremtidig samla avlsverdi. Vi forventer at den oppnådde genetiske fremgangen etter ti år med seleksjon vil være 11,6 poeng for den nye egenskapen og 58,7 poeng for samla avlsverdi uten den nye egenskapen. Som vi ser, gir en økning i den økonomiske vekten fra tjue til femti prosent mer enn fire ganger økt genetisk fremgang for den nye egenskapen. Samtidig reduseres framgangen for samla avlsverdi uten den nye egenskapen er inkludert med kun om lag ni prosent.

«viktig å kartlegge hvilke egenskaper som kan være indikatorer/"hjelpeegenskaper"»

Korrelasjon samla avlsverdi og den nye egenskapen

Vi kan oppnå genetisk fremgang for egenskapen vi ønsker å forbedre genetisk ved å selektere for egenskaper som er korrelerte. I vårt baselinescenario simulerte vi at det ikke var noen genetisk korrelasjon mellom den nye egenskapen og samla avlsverdi uten den nye egenskapen. I tillegg simulerte vi to scenarioer: ett der vi antok at korrelasjonen var på 0,3 og ett annet der korrelasjonen til samla avlsverdi var sterkere, på 0,6. I scenarioet med en korrelasjon på 0,3 var den genetiske fremgangen etter ti år med seleksjon på 20,9 poeng for den nye egenskapen og 64,4 for samla avlsverdi. I scenarioet med en korrelasjon på 0,6 var den genetiske fremgangen etter ti år med seleksjon på 38,6 poeng for den nye egenskapen og 64,2 poeng for samla avlsverdi. Dette indikerer at genetisk fremgang for den nye egenskapen er høyere ved sterk genetisk korrelasjon mellom den nye egenskapen og samla avlsverdi (der den nye egenskapen ikke er vektlagt i avlsmålet).

Hva betyr resultatene for framtidas avlsarbeid?

For de tre alternative scenarioene som ble analysert, vil sterk genetisk korrelasjonen mellom den nye egenskapen og samla avlsverdi være den mest effektive måten å øke genetisk fremgang for fôropptak og metanutslipp. Å øke antallet kyr som registreres for fôropptak og metanutslipp vil være for dyrt, og alternativet der den økonomiske vektlegging settes til femti prosent for hver egenskap er ikke ønskelig da det ville bety å ekskludere andre egenskaper fra samla avlsverdi og begrense avlsfremgangen for andre viktige egenskaper.

For å oppnå høyest mulig genetisk fremgang med dagens forutsetninger er det viktig å kartlegge hvilke egenskaper som kan være indikatorer/“hjelpeegenskaper” fordi de kan måles på et stort antall kyr, til lavere kostnader og er genetisk korrelert til fôrutnyttelse og metanutslipp. En slik “hjelpeegenskap” kan vi få fra det månedlige melkeprøveuttaket av kyr som sendes til Tine- laboratoriet og Kukontrollen (FTIR-midt infrarød spekteranalyse). Hundretusenvis av melkeprøver fra over 90 prosent av kyrne i Norge sendes rutinemessig til Tine for analyse. Hvis korrelasjonen mellom midt-infrarødt spekterdata og til de nye egenskapene er høy, kan vi bruke denne informasjonen når vi skal beregne avlsverdier for forbedret fôropptak eller redusert metanutslipp.

NrfTwin – nytt innovasjonsprosjekt

Vi vil fortsette å forbedre Genos avlsprogram ved å bruke den digitale tvillingen. I fjor sikret vi finansiering for fremtidig utvikling av verktøyet. Prosjektet har en totalverdi på 11,6 millioner kroner, hvor halvparten av kostnadene dekkes av Forskningsrådet. Prosjektet har som mål å forbedre genetisk fremgang for fôreffektivitet og metanutslipp, optimalisere reproduktive og genomiske teknologier, og styrke programmet ved å integrere rene raser og kryssingsraser. Prosjektet startet i april 2024 og avsluttes i mars 2028.

«oppnå genetisk fremgang for egenskapen vi ønsker å forbedre genetisk ved å selektere for egenskaper som er korrelerte»

Vi takker Norges forskningsråd for finansiering av denne forskningen gjennom prosjektene 330747, «Data driven breeding of resource efficient cattle» og prosjekt 346741, «NrfTwin: Advancing Sustainable Breeding of Norwegian Red Dairy Cattle through Digital Twin».