ネロール牛のジェノタイピングでブラジルの牛肉産業が活況

はじめに

1868年、ブラジルのサルバドルで準備のために英国に向かう船が停車し、そのギャングプランクを降りて、この地域に足を踏み入れた最初のネローレ牛が姿を現しました。乾燥した暑い気候には大きくて象徴的な肩のハンプと鋭敏さがあるため、牧場経営者がブラジルで繁殖する傾向を活かすのに時間がかかりませんでした。1996年に、Nelloreの適切な育種プログラムを確立することを目標に、研究者と牛の育種家のグループがNational Association of Breeders and Researchers（ANCP）¹を設立しました。20年後、このグループは、220万頭の動物のリファレンス集団を持つデータベースを誇り、Infinium BovineBeadChip^{に基づく高度なZoetis Clarifide 2.0 beadchip} 2を使用してゲノム選択の目標を達成しています。

ANCPは、Nelloreの品種の専門家であるRaysildo B. Lôbo博士が率いており、同博士は創設以来このプログラムを管理しています。幼い頃のウシにおける最適な生殖形質と屠体形質を特定することで、ネローレ牧場家の育種プロセスを継続的に改善する方法を見つける任務を負っています。若い候補者がサイアやダム、ドナーになる遺伝子型を発見することで、育種家は貴重な時間を節約し、群れの全体的な効率と経済的な実行可能性を高めます。

iCommunityはLôbo博士と話をし、この比較的新しい形式の全国的なデータ共有から個人の育種家がどのように恩恵を受けているか、また、Nelloreの実行可能性とブラジル産牛肉の品質を世界中で促進しながら学んだ教訓について学びました。

 

 

Q：いつ、どのように、そしてなぜANCPが設立されたのですか？

Raysildo B. Lôbo（RBL）：ポルトガル語でANCPと略されるNational Association of Breeders and Researchersは、研究者と牛の育種家のグループによって1996年に設立されました。これは、研究を進め、ブラジルのNellore牛育種プログラムと、グゼラト、ブラマン、タバプアンの品種プログラムを設立するという使命を持つ非営利団体です。その他の初期目的は、最適な育種方法を促進し、スキルとテクノロジーを農家に移転することでした。

Q：Nelloreの品種の歴史は？

RBL：Nelloreは、1868年にブラジルに初めて到着し、当初は英国向けの貨物が、Nelloreの品種ペアとともにサルバドルに停泊していた船舶が到着しました。動物は取引され、国内に残されました。その10年後、ブラジルに住むドイツ人マノエル・ルンブルバー博士はハンブルクの動物園でネローレのウシを見かけ、2頭を購入してブラジルに輸入することにしました。ネローレの輸入が増え始めるにつれ、ブラジルでもブラキアリアと呼ばれるアフリカ原産の草が繁栄し始めました。徐々に、そして共生的に、両種は、まずリオデジャネイロに、次にサンパウロとミナスジェライスに、全国に広がっています。Nellore育種牛の最後の2つの重要な輸入は、1960年から1962年の間に到着しました。今日、ブラジルには2億頭以上の牛と乳牛が牧草地で育てられており、そのうち80%はNelloreまたはAnelorado（非純血Nellore）と推定されています。

ANCPは、2011年にブラジルのNellore品種の遺伝子評価にゲノム情報を含め始めました。

Q：Nelloreの品種には、その品種に特有のどのような特徴がありますか？

RBL：Nellore品種は、アンガスやホルスタインなどの他の牛品種とは大きく異なります。それらは、内寄生虫や外寄生虫に対して高いレベルの素朴さと耐性を持っています。もともとオンゴルの牛（ボスのしるし）から下りてきたネローレは、肩に目立つハンプを持ち、熱帯気候によく適応しています。長寿性に優れており、母子の本能が強く、子育て中に獣医のケアも必要最小限です。主に牧草地で育ち、通常は約90日間、フィードロットで仕上げられ、体重増加と死骸の仕上げを促進します。

Q：ブラジルで育種プログラムが実施される前に、Nelloreの品種の遺伝子改善はどのように達成されましたか？

RBL：1980年以前のブラジルにおける牛の遺伝的改善は非常に限定的で、主に体重増加に焦点が当てられていました。母体の能力、急成長、受精能、および死体の大きさなどの重要な形質の開発に焦点を当てた独立したイニシアチブはわずかでした。1995年、ブラジルのNellore品種における選択の適用開始の転換点として、最良の線形偏りのない予測（BLUP）手法を使用した最初の一連のサマリーが発表されました。

Q：ANCPの開始以来、品種はどのように進化してきましたか？

RBL：2000年代初頭、農家はANCPによって提供された遺伝子評価の結果を使用するという考えを思いつき始めました。今では、性的早産と性的仕上げ、母体能力、離乳体重、365日目と450日目の体重、成熟体重、陰嚢周囲、ステイアビリティ、マーブル、熱傷の肉厚、肉眼仕上げ、超音波検査で測定した肋骨領域、および視覚的評価で得られた形態的形質について、合計27のゲノム的に強化された子孫の違い（EPD）について、年6回ゲノム評価を公表しています。過去25年間に見られた遺伝的利益は、上記のすべての形質に対して一貫して中程度から高度です。

ブラジルはネローレ最大の繁殖地で、独特のハンプを持ち、その硬さ、生殖能力、および寿命で知られています。

Q：遺伝子能力給検査について最初に聞いたのはいつですか？また、その検査を使用することに決めた理由は何ですか？

RBL：2000年代初頭の国際会議で、遺伝子評価における分子マーカーの組み込みについて初めて知りました。分子マーカーは、環境の影響を受けずに遺伝物質を操作するため、遺伝子評価の精度を高める上で貴重な情報となります。さらに、重要な遺伝子情報源をモデルに含めることができます。

ANCPは、2011年にブラジルのNellore品種の遺伝子評価にゲノム情報を含めるようになりました。ゾエティスとともに、ブラジルで初のゲノムEPDを発売しました。最初のチップは、イルミナのテクノロジーに基づいて、50Kから0.2Kの補完を受けました。2年間にわたる研究の後、12Kチップを所有し、2015年に17Kチップにアップグレードしました。現在使用しているモデルは、ZoetisがClarifide 2.0として製造しています。

Q：ゾエティスとのパートナーシップをどのように確立しましたか？

RBL：2008年12月、Pfizer Animal Healthは、Nelloreの遺伝子マーカーの開発の可能性を調べるための会議に招待しました。その後、Genetic Evaluation Technical Centre（CTAG）はファイザーの開発チームと協力して、今後3年間にわたりClarifide製品を発売しました。ANCPのこのパートナーシップの価値は、育種家のより信頼性の高い遺伝子評価にアクセスできることです。この資料は、遺伝的利益と収益性を高めるために使用できます。

Q：Clarifide製品はイルミナのテクノロジーに基づいていることをご存知ですか？

RBL：はい、そうです！多くの農家はクラリフィドの開発の背景にあるすべての詳細を知らないかもしれませんが、取締役会や当社の社員はイルミナに精通していると思います。

“従来の選択による遺伝的利益が小さい、または評価が難しい、あるいは評価しにくい形質である、遺伝率の低い形質のゲノム選択から最も恩恵を受けています。”

Q：ゲノミクスがANCPとプログラムに参加する群れにもたらした最も重要な利点は何ですか？

RBL：ゲノミクスにより、ANCPはブラジルの牛の育種家を新しいテクノロジーの応用の最前線に置くことができます。第二に、従来のEPDと比較して若齢動物の精度を高めることは、非常に価値があります。また、生殖や母体の質など、低い遺伝特性をピンポイントで特定できるというメリットもあります。

Q：異なる形質は父親と母親の系統を通過するため、ブルやダムのジェノタイピングは望ましい子孫の形成にどのように役立つのでしょうか？

RBL：ゲノムツールでは、子が両親から受け取る正確なアリルを知ることができます。その後、アレルの最適な組み合わせを持つ子を選択することができます。

Q：ゲノミクスを使用することで、どのような形質がより効率的に改善されていますか？

RBL：従来の選択による遺伝的利益が小さい、または評価が難しい、あるいは評価が容易な形質では、遺伝率の低い形質のゲノム選択が最も有益です。前者は、最初のふくらはぎの年齢などの生殖形質と母体形質を含み、後者は飼料効率、肉や肉の特性に関連する性質に関連しています。生殖形質はANCPバイオ経済的選択インデックス（MGTe）に非常に重要であるため、これらの形質を選択できることは非常に有益です。

Q：ジェノタイピングは、同様の形質のために動物を育てる際に、必要な遺伝的多様性の維持にどのように貢献しますか？

RBL：ジェノタイピングにより、2匹の動物が共有しているアリルの最終的な割合、つまり基本的にそのゲノム関係を推定することができます。そうすれば、親子のより良い推定値が得られ、将来の世代の遺伝的多様性を維持するために、育種（すなわち交配スケジュール）のより良い管理を適用することができます。

飼料の効率、肉の品質、肉の形質が、将来、Nelloreの品種を推進します。飼料の効率を制御することで、飼育業者は家畜生産が環境に与える影響を減らし、肉生産の収益性を高めることができます。ブラジルのブリーダーたちは、牛の飼育や、天然資源を独占することなくパフォーマンスを向上させる方法を学ぶことに関連する持続可能性の問題にも非常に関心を持っています。これらの目標を達成するのに役立つ特性を選択できることは非常に重要です。

Q：EPDとは何ですか？また、EPDの価値を知ることで、育種家は群れの質を高めることができますか？

RBL：EPDは、子孫に対する優越性を移植する能力が高い、または移植する価値のある動物を同定することができます。そうすることで、次世代においてより良い動物を育てることができます。

ゲノミクス、IVF、超音波はすべて、死体のメリットとEPDに関する遺伝子改善に大きな影響を与えています。例えば、幼若動物や、記録数が少ない形質や、死体形質などの測定が難しい形質では、選択の精度を高めることができます。言い換えれば、IVFにより、飼育者は、炭疽の危険性が高いと特定された若い動物をより集中的かつ確実に使用することができます。

“ゲノミクスにより、ANCPはブラジルの牛の育種家を新しいテクノロジーの応用の最前線に立たせることができます。”

Q：ANCPプログラムのブリーダーはどのように遺伝情報を使用しますか？

RBL：彼らは遺伝情報を使用して若いサイアや先祖を選別し、群れの貧しい候補者を捕まえています。遺伝情報は選択的交配にも使用されます。ANCPは、遺伝的利益と嵌合結果を最大化する、ブリーダー用の遺伝的嵌合ソフトウェアを提供します。また、ブリーダーたちは、gEPDを使用して、人工授精における将来の使用のために若い雄牛を選択し、他の雄牛を種子または商業用群れとして販売します。女性も同様の方法で選ばれます。

Q：理想的なNelloreの雄牛と母獣に、お客様が求めているものは何ですか？

RBL：顧客は、早産、生殖能力、成長、母体能力、死体のメリット、および適切な機能的構造に対する遺伝的可能性の高い雄牛や母動物を求めています。

Q：Nellore牛を飼育する上での課題は何ですか？ゲノミクスはそれを克服する上でどのように役立ちますか？

RBL： Nelloreの品種は熱帯地域によく適応しており、高温や牧草地で生き残ることができます。とは言え、思春期の年齢と最初のふくらはぎの年齢を最低限に抑えるためにこれらを選択することは困難です。ゲノミクスは、これらの形質と死体形質を高精度で選択するために役立ちます。

“飼料の効率、肉の品質、肉の形質は、将来ネロールの品種を牽引します。”

Q：特定の群れのNelloreウシの遺伝学を評価し、それらをNellore集団全体と比較して、現代の集団と比較できる価値は何ですか？

RBL：特定の群れだけを分析する利点はありません。ANCPデータベースを使用することで、ブリーダーたちは競争の激しいより大きな現代的グループを作ることができます。もう1つの利点は、動物間の関係を利用できることです。これにより、全体的な遺伝子評価の精度が向上します。

ANCPデータベースには現在約220万の動物がおり、過去10年間におけるその成長は年間約5%です。情報の質は、当社が開始して以来飛躍的に向上しており、データの質の高さから、ANCPはブラジルで最も重要な遺伝子評価プログラムとなっています。

Q：ゲノミクスは牧場経営者の経済的安定性の向上にどのように貢献しますか？

RBL：ゲノム情報の主な利点の1つは、表現型の記録よりも早く動物の人生で収集できることで、将来をほぼ予測できることです。これにより、時間を節約し、最終的には遺伝子評価のコストを削減することができます。さらに、母体や女性の生殖形質など、子孫検査に依存する形質は、子孫検査を必要とせずに高精度に評価できます。

次に、ゲノミクスにより若い動物のEPDの精度を高めることができます。これにより、動物の遺伝的可能性に関する推測が減り、種子系統におけるこれらの若い動物の使用が増加します。繰り返しになりますが、世代間の間隔が短縮し、遺伝的利益が増加し、牧場経営者の経済的安定性の向上に貢献します。

Q：ゲノム選択を用いたNellore群れの経済的利益はどのようなものですか？

RBL：ゲノミクスの選択は、ほとんどの形質のネローレ群れの経済的利益を確実に増加させることができます。ゲノミクスにより、幼若動物のEPD精度を高め、次世代の育種を減らすことができます。これは、動物間のより良い関係が得られるためです。さらに、死体、肉、飼料効率などの測定が困難または高価な形質については、これらの形質を改善し、表現型のバリエーションと相関するDNAの定量的形質座位を特定する前例のない機会があります。

将来的には、ANCPは、ゲノム評価から、生成間隔の減少、EPDの信頼性の向上、育種係数の減少、新しい形質の遺伝子評価まで、遺伝情報を最大限に活用します。

Q：Nellore牛のグローバルマーケティングに対するあなたのビジョンは何ですか？

RBL： 食肉の品質と食糧の安全性の面で消費者のニーズを満たす牛肉製品の生産に対する需要が高まっています。さらに、社会や公的機関は家畜生産が環境に与える影響を懸念しています。このシナリオでは、ゲノム情報がこれらの問題におけるNellore牛の改善に役立つ可能性があります。

Q：より重要なこと：全体的な受精能または子孫の質、およびこの2つのバランスを取るためにジェノタイピングをどのように使用しますか？

RBL：生殖形質は、牛肉生産システムにおいて経済的に最も重要なものです。全体的な受精能の改善は、群れでより厳格な選択を適用できるため、子孫の質を高めるべきだと考えています。ジェノタイピングは、両方の形質の遺伝的利益を増加させます。

Q：これまでのところ、Nellore群れの遺伝的達成に対するゲノミクスの影響はどのようなものでしたか？

RBL：現時点で、全集団に対するゲノミクスの影響はまだ小さいですが、ジェノタイプ動物（雄牛と雌牛の両方）の数は毎年増加しており、ゲノム情報で得られたEPDとサイアの使用も増加しています。将来的には、ANCPは、ゲノム評価から、生成間隔の減少、EPDの信頼性の向上、育種係数の減少、新しい形質の遺伝子評価まで、遺伝情報を最大限に活用します。

Q：Nellore群れゲノミクスに対するあなたのビジョンは何ですか？

RBL：今後、ゲノミクスにより、育種家は、特に特定の環境、市場、管理条件に関して、より良い選択決定を行うことができます。牛肉の品質や飼料の効率に関連する特性も重要性を増しています。しかし、近い将来、生殖能力と成長能力が食肉生産システムの優先事項となるでしょう。

エピジェネティクスデータも重要です。これにより、異なる環境条件に動物が送られた場合に、差次的遺伝子発現を推測することができます。ブラジルには、環境と管理条件に大きな違いがある複数の大きな地域があります。このシナリオは、ANCPプログラムで評価された関連形質のほとんどについて、環境的相互作用によって引き起こされるいくつかのジェノタイプにかかりやすくなっています。ジェノタイピングとエピジェネティクスデータを統合することで、特定のマーカーに対して、特定の環境条件下で産生される動物をより適切に選択することができます。

ANCPデータベースには現在約220万匹の動物がおり、過去10年間にその数は年間約5%増加しています。

Q：Nelloreとブラジルの牛肉業界が現在および将来直面する最も重要な課題は何ですか？

RBL：ブラジルでは、疾病管理、グローバルトレーサビリティ、製品認証、および食品安全に関する国際規格に準拠するために、インフラの構築と近代化に時間がかかります。支援のため、政府は、ブリーダーや牛肉産業がこれらの取り組みを達成できるよう支援するための公共政策や戦略を策定する必要があります。ゲノミクスおよび生殖技術は、思春期年齢の低下、子牛の乳汁産生量の増加、飼料効率の向上、圧痛と死体完成の改善という課題の解決に役立つはずです。子孫の幼い雄牛の検査も、親の平均年齢を低下させ、毎年の遺伝的利益を増加させるのに役立ちます。

Q：ゲノミクスは現在、大学の農業科学カリキュラムの標準的な一部ですか？

RBL：ゲノミクス革命は、世界の食糧安全保障に関連する問題に対処する重要なツールを提供しており、今後も提供し続けるため、農業科学は将来このテクノロジーに大きく依存するでしょう。ゲノミクスはすでに一部の大学のカリキュラムに組み込まれていますが、私が知っている限り、家畜の育種にはまだ組み込まれていません。すぐにすべての人に義務づけられるはずです。分子技術も定量的遺伝学フレームワークに統合する必要があります。そのような専門性を持った専門家を育成する必要があることを強調します。動物の農業におけるゲノム強化ツールの採用を導くには、これらの同じ習熟度が必要です。

Q：次世代の牧場経営者はゲノミクスに完全に依存すると思いますか？

RBL：新世代の生産者は、より精度が高く、肉質が良く、さまざまな生産システムに適した栄養素を持つ動物を選択するために、ゲノミクスに完全に依存すると思います。

イルミナ製品の詳細については、こちらの記事をご覧ください。

Infinium BovineLD BeadChip（製造中止）

参考文献：

1. ANCP. www.labsexplorer.com/lab/ancp-associacao-nacional-de-criadores-e-pesquisadores_17246. 2018年3月27日にアクセス。
2. Zoetis Clarifide。 www.zoetisus.com/animal-genetics/dairy/clarifide/clarifide.aspx。2015年5月26日にアクセス。

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