Die internationale Zusammenarbeit in der Milchwissenschaft ebnet den Weg für die widerstandsfähigen Milchviehherden von morgen

In einem neuen Zeitschrift für Milchwissenschaft In der Studie haben Forscher die Quantität und Qualität der verfügbaren Daten zu genetischen Merkmalen im Zusammenhang mit der Futtereffizienz und den Methanemissionen erhöht

Milchviehherden der Zukunft müssen in der Lage sein, sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen und gleichzeitig die Welt effizient und mit möglichst geringen Emissionen zu ernähren. Eine internationale Initiative, das Resilient Dairy Genome Project, bringt ein großes, interdisziplinäres Team zusammen, um genomische Werkzeuge zu entwickeln, die Milchbauern dabei helfen sollen, dieses Ziel zu erreichen.

Im Projekt Schlüsselpapierbeschreibt das Team die Schaffung einer standardisierten internationalen genetischen und phänotypischen Datenbank und den entscheidenden ersten Schritt zur Entwicklung der genomischen Werkzeuge, die für die widerstandsfähigen, gesunden und produktiven Herden von morgen benötigt werden.

Zwei Hauptkomponenten dieser widerstandsfähigen Herde der Zukunft sind die Futtereffizienz – also die Fähigkeit eines Tieres, mit weniger Futter mehr Milch zu produzieren – sowie die Menge an Methan, die die Kuh unterwegs produziert. Eine Steigerung der Effizienz und eine Verringerung der Methanemissionen können nicht nur die Rentabilität der Produzenten maximieren, sondern auch die Gesamtauswirkungen des Milchsektors auf die Umwelt verringern.

Die Auswahl dieser Merkmale erfordert zuverlässige Daten zu Genotypen – dem den Merkmalen zugrunde liegenden Gen – sowie zu Phänotypen – den beobachtbaren Merkmalen des Merkmals, die sich aus der Interaktion des Genotyps mit der Umgebung der Kuh ergeben.

Die leitende Forscherin der Studie – und Leiterin des gesamten Projekts – Christine Baes, Ph.D., vom Centre for Genetic Improvement of Livestock, Department of Animal Biosciences, University of Guelph, Guelph, Ontario, Kanada, erklärt „Um international wirkungsvolle genomische Werkzeuge für widerstandsfähige Milchkühe zu entwickeln, müssen wir zunächst ein globales Verständnis von Genotypen und hochwertigen Phänotypen haben.“

Baes und ihr Team wollten nicht nur diesen riesigen Datensatz sammeln, sondern auch Strategien zur Verwaltung und Standardisierung der Daten entwickeln. Keine Kleinigkeit angesichts der Datenmenge und der Unterschiede in der Art und Weise ihrer Aufzeichnung, der verwendeten Messtechnik, der Vielfalt der Genotypisierung, der Managementpraktiken und der Ernährung in den einzelnen Ländern.

Die Datenbank des Projekts umfasst derzeit Informationen aus sieben Ländern – Australien, Kanada, Dänemark, Deutschland, Spanien, der Schweiz und den Vereinigten Staaten –, die dreimal im Jahr Daten beisteuern. Die Informationen umfassen Stammbaum, Abkalbung, Produktion, Futtereffizienz, Umweltemissionen, Genotyp und Milchspektraldateien im mittleren Infrarotbereich, die alle zusammengeführt werden, um eine gemeinsame globale Datenbank bereitzustellen.

Diese erste Studie konzentrierte sich auf Holstein-Milchkühe und das Team arbeitete daran, die verschiedenen Methoden zur Datenerfassung zu verstehen, einschließlich Ahnentafelverfolgung und Genotypisierung. Um die Einheitlichkeit aller genotypisierten Tiere sicherzustellen, wurden Imputationstechniken eingesetzt.

Baes erklärte: „Stand März 2024 enthält die Datenbank 1.508.751 Aufzeichnungen zur Trockenmasseaufnahme von 18.648 Kühen und 33.723 Methanaufzeichnungen von 4.500 Kühen und wächst weiter, da die Länder neue Daten hochladen.“

Baes erklärte: „Unsere Analyse ergab ein hohes Maß an genetischer Ähnlichkeit zwischen Holstein-Populationen in verschiedenen Ländern, was auf einen erheblichen genetischen Austausch schließen lässt, der sich bei der Arbeit an Werkzeugen für die länderübergreifende genomische Vorhersage als vorteilhaft erweisen wird.“

Dennoch zeigte das Team schnell Bereiche für weitere Forschung auf.

Baes sagte: „Es gab Unterschiede in den Phänotypen für Futteraufnahme und Methanemissionen zwischen den Ländern, was die Notwendigkeit zusätzlicher Homogenitätsbewertungen vor weiteren Analysen unterstreicht.“

Insgesamt hat diese internationale Zusammenarbeit und der Datenaustausch den tatsächlichen Fortschritt bei der Einführung von Bewertungen der Futtereffizienz bei vielen Projektpartnern verbessert, während die Zunahme der Daten zu Methanemissionen den Weg für die Entwicklung neuer Bewertungen für dieses wichtige Merkmal geebnet hat.

Kanada startete letztes Jahr die weltweit erste genomische Bewertung der Methaneffizienz im Rahmen des Vorläuferprojekts „Efficient Dairy Genome Project“ zu dieser neuen Arbeitsgruppe. Durch diesen Prozess können genetische Lösungen künftig dazu beitragen, Milchkühe auszuwählen, die ressourcenschonender sind und die Umwelt weniger belasten.