10年間にわたるゲノム選択により、カナダの酪農家に明確な利益を提供
生産性の向上と相次ぎの選択は、農場の効率と競争力を促進します。
10年間にわたるゲノム選択により、カナダの酪農家に改善と具体的な利益が加速
はじめに
Canadian Dairy Network（CDN）はカナダの乳牛の遺伝子評価センターで、カナダのすべての乳製品種にゲノムデータ管理、解析、および出版サービスを提供しています。CDNは1995年に操業を開始し、初日からBrian Van Doormaalによって管理されています。彼は、彼のキャリアが約15年前に、ゲノミクスがカナダの乳製品業界に大きく発展したと記憶しています。それ以来、家畜のジェノタイピングに参加する酪農家の割合の増加により、ゲノムデータの成長と利用のプログラムを成功させてきました。
Brian Andersonは5代目の酪農家です。オンタリオ州には、300頭の動物の群れを持つ600エーカーの敷地に家族経営の事業があります。Athlone Farmsの育種オペレーション責任者として、彼の集団を改善するために遺伝子選択を使用した直接的な経験があります。また、CDNのGenetic Evaluation Boardのメンバーでもあります。同委員会は、現在の遺伝子およびゲノム評価活動について組織に助言し、酪農家がゲノム情報を収益性の高い形で利用できるよう支援する小委員会です。
”Dairying is the difficult to be in business”とVan Doormaal氏は述べました。“すべての農家は、群れを収益性にするために、少しだけさらなる利点を見つける必要があります。”
2019年、CDNはカナダの乳牛のゲノム選択を支援してきた10周年を迎えます。iCommunityは、Van DoormaalとAndersonと話し合い、CDNの成功、組織の乳牛ゲノムデータベースの継続的な成長、カナダの乳牛農家にとっての価値について学びました。
Brian Van DoormaalはCanadian Dairy Networkのゼネラルマネージャーで、Brian Andersonはカナダのオンタリオ州タビストックにあるAthlone Farms酪農園の共同所有者です。
Q：カナダの乳製品業界におけるCDNの役割は何ですか？
Brian Van Doormaal（BVD）：カナダの乳産業は、約100万頭の乳牛と45万人のハイファーで構成されています。これには合計約11,000の群れが含まれ、その約75%が当社の品種改良プログラムに参加しています。私たちの役割は、個々の動物、男性、女性の遺伝子評価を実施し、乳製品動物の遺伝子型データベースを管理することです。
最初の動物は2008年に遺伝子型決定されました。今日、新生児のハイファーの約10%が遺伝子型解析を受けており、現在ではカナダの235,000頭の動物に関するデータがあります。ジェノタイプデータベースを米国と共有しているため、CDNの乳牛のDNAデータ量は膨大です。今では、複数の異なる国の乳製品を含む、合計300万を超える遺伝子型があります。
数年前、当社は農家の収益性の最適化を目指す酪農家のための全国的な遺伝子選択インデックスであるPro$を導入しました。私たちの目標は、農家が家畜の生産寿命を最大化し、コストを削減できるようにすることです。
Q：カナダではゲノム検査はどのように行われていますか？
BVD：ゲノム検査は、Holstein Canadaを中心とするCDNメンバーの業界パートナーと、一部の人工授精（AI）センターを通じて提供されます。彼らは農場レベルでテクノロジーを導入し、ゲノム検査がいかに有益であるかを学び理解するよう農業従事者に奨励しています。
検査用のDNAを得るためには、通常はハイファーカーフの毛を引っ張るか、組織サンプルを使用します。これらのサンプルは多くの場合、米国にあるラボに送られ、そのプロセスから得られる遺伝子型データはCDNに送られます。
"ゲノミクスは、これまで使用してきたツールの精度を向上させるため、当社の嵌合戦略の次のステップです。"
Q：酪農家にとって重要な遺伝的形質は何ですか？
ブライアン・アンダーソン（BA）：当社は、家畜、体細胞数、フーフの健康などのゲノミクスで機能的形質を改善しようとしています。ゲノミクスの精度により、より良い牛の育種により多くの自信が生まれます。
BVD：飼料の変換、つまり飼料の効率は、10年前には検討できなかったゲノミクスで選択できるものです。飼料は、酪農家のすべてのコストのかなりの部分を占めています。各動物の飼料換算率が高いと、農家はより多くの利益を得られます。
経済学と規制は、私たちにとって重要な特性を変えています。50年前に遡ると、重要なのは牛乳の大量生産だけでした。今では、長寿、生殖能力、耐病性、および酪農の規制要件に関連するコストに影響を与えるあらゆるものについて検討しています。
Q：酪農家はゲノム情報をどのように利用しますか？
BA：私が農業を始めたとき、授乳あたりの平均生産量は4,500 kgでしたが、現在は約10,500 kgです。ウシは、構造、価値、生涯の生産性が大幅に向上しました。ウシの健康や病気に対する耐性などの特性を選択することで、ウシの福祉は大幅に向上します。疾患耐性の向上により、当社の費用と抗生物質の使用が削減されます。当社には非常に効率的な動物がいますが、ゲノミクスは牛乳をさらに多く与える牛の育種に役立ちます。将来、生産は再び倍増する可能性があります。
"農家は、雄牛が子孫になるのを5～6年待つ必要はありません..."
ゲノミクスは、これまで使用してきたツールの精度を向上させるため、当社の嵌合戦略の次のステップです。私が乳製品に着手する前に、父はAIセンターに行き、最高の雄牛の精液を購入しました。40年前、私たちは矯正交配に切り替え、群れを補完する特性を持つ雄牛を選択しようとしました。この戦略は長年にわたって進化しており、ゲノミクスの精度により、群れを助ける遺伝子を持つ動物を特定できるようになりました。
ゲノム検査は、優れた動物を同定し、集中するための優れた方法です。ゲノミクスを使用して、より高価な精液を使用できる動物を特定しています。ジェノタイピングのコストは今では低くなっています。ゲノム検査は、動物を育てて、2年後に実際には測定していないことを発見するよりもはるかに安価です。古い群れの良好な断面を検査しましたが、現在は若い動物のゲノム検査を行っています。
BVD：ゲノム検査では、親子を確認し、動物の遺伝の可能性を推定します。多くの農場では、特定の日に生まれた子牛が親を正しく特定できないか、サイアの識別ができない複数の授精が発生しています。カナダでジェノタイピングされたすべての動物は、その血縁と母体の自動親子確認に至ります。農家はこの情報を使用して、その動物の実際の値を指定します。その情報により、販売、育種、投資のどちらを行うかをより良く判断することができます。
特に子牛のジェノタイピングのコストと比較して、ハイファーを育てるコストは非常に重要です。ゲノム検査は、どの動物に投資すべきか農家が特定するのに役立つだけでなく、望ましくない遺伝子のキャリアであるハイファーも特定します。動物を保因者ではない動物と交配させることで、次世代への影響を避けることができます。
家畜が農場で生まれたとき、AI企業はその家畜の遺伝子型を決定し、両親から受け継いだDNAについて優れたアイデアを持つことができます。同じ親を持つ兄弟全員を検査し、遺伝子の正しいパッケージを継承したものと比較して、遺伝子のパッケージが不良な個々の動物を特定することができます。農家は、雄牛が精液を大量に使用することが証明された子孫になるまで5～6年待つ必要はありません。
"すべての農家は、家畜の収益性を高めるために、さらなる利点を見つける必要があります。"
Q：大規模なゲノムデータベースを持つことの重要性は何ですか？
BVD：カナダの酪農家は当初、高性能な娘を孫に抱きしめた雄牛のジェノタイピングを通してゲノミクスの力に気づきました。子孫が証明したサイアの参照集団が大きいほど、ゲノミクスから得られる精度の向上が高くなります。この10年間、参照集団を牛を含むように拡大することで、さらなる精度が得られることを学びました。サイアとウシの両方にゲノミクスの採用が広く普及するほど、業界全体にとって大きなメリットがあります。
カナダの牛の94%はホルスタインであり、この品種はゲノム選択のための最大のリファレンス集団です。したがって、Holsteinの子牛の遺伝子構造は、その垣根と母体しか知らないと、70%の信頼性で、35～40%の信頼性しかありません。リファレンス集団の少ない品種では、信頼性の向上はそれほど強くありません。ゲノム検査が増えると、リファレンス集団が拡大し、見返りが増加します。
Q：乳牛のゲノミクスの普及を阻む残りの障害は何ですか？
BVD：AIで利用可能なすべてのブルは、ゲノミクスに基づいて選択されます。ですから、農家がそれを知っているかどうかにかかわらず、ゲノム選択の結果である育種に関する意思決定を行っています。過去10年間で、すべての形質で選択できることが証明されました。女性のジェノタイピングの利点を理解することは、残りの障害です。
一部の農場では、すべてのハイファーカーフのジェノタイピングが標準作業手順となっています。他の農場では、ジェノタイピングへの投資から得られる利益を最適化するために、検査用のより小さな割合のハイファーを特定しようとしています。CDNでは、Holstein Canadaと提携して、農家がジェノタイピングテクノロジーの採用方法に関する最善の決定を行えるよう支援するソフトウェアツールを開発しています。
BA：ゲノミクスについて初めて知ったとき、価値のあるものだと感じました。2世代後、推定育種値（EBV）がはるかに正確であることがわかります。時には、自分の目で見るだけの問題です。
"ゲノム選択で得られる最大の機会の1つは、ポジティブ形質とネガティブ形質の間に存在する従来の関係を分離することです。"
Q：乳牛のゲノミクスの未来は？
BVD：過去数十年間に、乳腺炎耐性の尺度として、生産、体の構造、体細胞数などの標準的な形質を記録しました。カナダにゲノム選択が到着した後、当社は研究に継続的に投資しています。これで、これまで検討したことのない形質のゲノム選択に潜在的な利点があることを実証できます。これらの形質の一部は、動物そのもの、つまり、疾患抵抗性、寿命、可動性、跛行などに対処します。しかし、カゼインの組成、乳糖、脂肪酸、コレステロール含有量など、消費者が購入する乳製品により関連する重要なその他の特性があります。これらの製品特性の一部には遺伝性があることが示されています。ゲノム選択を使用して、乳製品の栄養学的特性に焦点を当てる機会があります。
ゲノム選択で得られる最大の機会の1つは、ポジティブ形質とネガティブ形質の間に存在する従来の関係を分離することです。例えば、繁殖量の多い動物は、伝統的に受精能の面でより困難です。大量生産のための遺伝子を持ち、良好な生殖能力のための適切な遺伝子を持つ動物を特定できれば、より多くの動物を集団に導入することができます。
BA：将来を見据えて、メタン生産と農場での二酸化炭素排出量についても検討します。ゲノミクスは、飼料からメタン生成量が少ない動物を特定するのに役立ちます。より効率的な動物と高い牛乳生産は、将来期待できる特性です。