Bruno Sanches, DVM, Ph.D., operatiivinen johtaja – Vytelle
In vitro lannoitus (IVF) on edelläkävijä nopean geneettisen parantamisen tehokkuuden suhteen, varsinkin kun viljelijät pyrkivät nopeuttamaan nautakarjan ja lisäksi niiden karjan geneettistä valintaa. Tämän tekniikan avulla tuottajat voivat hyödyntää karjansa parasta genetiikkaa, mikä lyhentää sukupolvien väliä häiritsemättä lauman lisääntymisohjelmaa.
Sen sijaan, että lypsäisi jatkuvasti samaa lehmää, IVF mahdollistaa karjan eriyttämisen, mutta eliminoi tarpeen lopettaa ja aloittaa alusta. Yksinkertaisemmin sanottuna yksi positiivinen IVF-parittelu voi edistyä monumentaalisesti keskimääräisen lypsyvajan genetiikassa.
Sukupolvien välien lyhentäminen
Keinosiemennys (AI) otettiin meijeriteollisuudessa käyttöön vuosikymmeniä sitten lisätäkseen geneettisesti menestyneiden isien määrää. Viime aikoina sukupolviväli - eli mitta siitä, kuinka nopeasti ylivoimainen genetiikka leviää seuraavaan sukupolveen - voidaan tiivistää genomiikan ja sukupuolisen siemennesteen yhdistämisen vuoksi. Nautakarjan geneettisen valinnan avulla nuorten naaraiden genetiikkaa voidaan arvostaa ja arvioida ennen lypsylaumaan liittymistä.
Nykyään sukupolviväliä on tiukennettu entisestään vitro lannoitustekniikka. Kuuden kuukauden ikäisille ja sitä vanhemmille hiehoille tai jopa 100 päivää tiineille lehmille IVF tuo uutta genetiikkaa tämäntyyppisistä lypsykarjasta laumaan vain yhdessä sukupolvessa. Tämän vuoksi lehmä voi saada useita jälkeläisiä useista isoista samassa ajassa, joka kuluisi yhden vasikan tuottamiseen AI- tai luonnollisten jalostusprosessien avulla.
Alkionsiirto- ja IVF-teknologia mahdollistavat tuottajien yhden sukupolven aikana saman geneettisen kehityksen kuin perinteisesti viisi sukupolvea käytettäessä tekoälyä tai luonnollista jalostusta. Ylivoimaisia yksilöitä molemmilta puolilta (isä ja emä) voidaan käyttää edistämään seuraavan sukupolven geneettistä paranemista.
Luonnollisempi lähestymistapa
Hormonivapaan IVF-teknologian käyttö tarkoittaa, että luovuttajien valmistelemiseksi aspiraatiota varten ei tarvita laukauksia. Munasolukeräys suoritetaan aina ilman follikkelia stimuloivia hormoneja (FSH). Tämä tekee keräysprosessista vähemmän työvoimavaltaista ja helpompaa eläimille, ja samalla eliminoi kaikki FSH:n käyttöön liittyvät kustannukset.
Follikkelien kehitys alkaa, kun nauta on kahden viikon ikäinen, ja nautakarja kasvaa ja regressoi näitä munasarjoissa olevia follikkeleja koko elämänsä ajan. Tämä eroaa tavanomaisesta alkiontuotannosta (MOET), joka tapahtuu vasta, kun naaraat saavuttavat murrosiän. Hormoniton vitro hedelmöitys on luonnollisempi prosessi, joka mahdollistaa munasolujen poimimisen (OPU) heti, kun eläinlääkäri voi tunnustella hiehon munasarjoja. Tämä tehdään yleensä jo kuuden kuukauden ikäisenä.
Osa OPU-prosessia on nuoren hiehon munasarjojen ja munarakkuloiden katselu ultraäänilaitteella. Koulutetut eläinlääketieteen lisääntymisasiantuntijat käyttävät ultraäänilaitetta ja neulaa follikkelien imemiseen. Myöhemmin munasolut kerätään, puhdistetaan ja hedelmöitetään valitulle isälle (valimille) käyttämällä esilajiteltua tai tavanomaista siemennestettä. Tämä luo alkioita, jotka sitten siirretään vastaanottaviin naaraisiin.
Uusi follikulaarinen aalto on luonnollisesti saatavilla OPU:lle kuuden tai kymmenen päivän välein. Tästä johtuen hiehoista voidaan kerätä munasoluja viikoittain tiineyden toiselle kolmannekselle asti. Lehmien keräys voi alkaa 15 päivää poikimisen jälkeen ja kestää toiselle raskauskolmannekselle.
Vaikka hormoniton IVF helpottaa luovuttajien ja tuottajien toimintaa, mikään tekniikka ei ole luodinkestävää, kun yritettäessä ratkaista lisääntymishallintaongelmia karjan geneettisen valinnan aikana. Jotta IVF olisi tehokkain, tuottajien on tehtävä seuraavat:
- Varmista, että sekä ravitsemusohjelmat että lauman terveys edistävät alhaista alkion menetystä ja hyvää hedelmöittymisastetta
- Kiinnitä huomiota asianmukaisiin rokotusvaatimuksiin ja -prosesseihin
- Suorita asianmukainen koulutus kaikille lisääntymisohjelmiin osallistuville henkilöille
- Käytä tärkeitä poikimisen hallintakäytäntöjä
Käsittelemällä nämä perusasiat tuottajat voivat parantaa IVF:n maksimipotentiaalia.
Hyödynnä parasta genetiikkaa
Nautakarjan geneettisen valinnan aikana kasvattajat voivat hyödyntää ja tuottaa nopeasti toimintansa tarpeisiin sopivaa genetiikkaa. Tuottajat voivat nopeasti tunnistaa ja valita eläimet haluttujen suorituskykyominaisuuksien perusteella käyttämällä päätöksenteon tukityökaluja, jotka perustuvat genomiarviointiin ja advanced analyyttiset moottorit.
Tuottajan kyky käyttää genomitietoa yhdistettynä sen käyttöön vitro jo kuuden kuukauden ikäisten hiehojen lannoitustekniikka voi johtaa nopeaan geneettisen voiton kasvuun. Eliitin suorituskykyiset naaraat voidaan valita paljon aikaisemmin, jolloin tuottajat voivat välttää viivytykset, jotka liittyvät jälkeläisten suorituskyvyn arviointiin ja fenotyyppisten mittareiden keräämiseen.
Lauman nuorimpien naaraiden käyttäminen luovuttajina optimoi huomattavasti lauman potentiaalia. Tämä luo paljon kestävämmän populaation, jolla on korkeampi geneettinen suorituskyky karja.
Odotetut tulokset
IVF-tekniikka on kehittynyt dramaattisesti viimeisten 15 vuoden aikana vastaanottajan hallinnan ansiosta, advanced embryomediaformulaatiot ja synkronointiprotokollat.
Tuoreen tutkimuksen valmistui Teagasc, maatalous- ja elintarvikekehitysviranomainen. Tämä organisaatio tunnetaan integroitujen tutkimus-, neuvonta- ja koulutuspalvelujen tarjoamisesta maataloudelle ja elintarviketeollisuudelle sekä maaseutuyhteisöille Irlannissa. Tämän tutkimuksen aikana käytettiin hormonitonta OPU-teknologiaa alkioiden tuottamiseen 40 eliittimeijeriemosta (Crew, et al 2021). Rinnakkainen naudanlihan alkiotutkimus suoritettiin käyttäen samaa mallia.
Tutkimuksen aikana arvioitiin 1,200 20 lypsävän lypsylehmän tiineysasteita yhdeksässä karjassa, ja lehmien synkronoinnissa käytettiin tavanomaista kymmenen päivän Progesteroni-Ovsynch-protokollaa. Kun lehmät saavuttivat kiiman, 80 prosenttia lehmistä kasvatettiin tekoälyllä, kun taas loput 50 prosenttia saivat alkion seitsemän päivää myöhemmin. Viisikymmentä prosenttia alkioita saaneista lehmistä sai tuoreen IVF-alkion ja loput XNUMX prosenttia pakastetun.
Raskausluvut kerättiin 32. päivänä synkronoidun kiiman jälkeen, ja ne osoittivat nopeasti, että tuoreet IVF-alkiot ylittivät AI-hedelmöitysnopeuden. Tämän osoittavat seuraavat tutkimustulokset:
- AI jalostus: 43.8 % lehmistä oli tiineitä
- Tuore IVF-alkioiden kasvatus: 61.1 % lehmistä oli tiineitä
- Jäädytettyjen alkioiden kasvatus: 40.1 % lehmistä oli tiineitä
Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, kuinka tuoreiden IVF-alkioiden käyttö mahdollistaa suuremman hedelmöittymisasteen karjoissa verrattuna tavanomaiseen tekoälyyn. Kuitenkin IVF-alkioiden raskauden tulokset kokonaisuutena – sekä tuoreena että pakastettuna – olivat itse asiassa verrattavissa tekoälyn raskauslukuihin.
Huippuluokan, hormonivapaan IVF-tekniikan saatavuus mahdollistaa nykyään tuottajien onnistuneen ja luottavaisen käyttää varhain tunnistettua, eliittiä suorittavaa genetiikkaa nopeammin. Näin nuoret lypsynaaraat voivat osallistua lauman geenipankkiin paljon aikaisemmin, mutta silti säilyttää hedelmällisyytensä jalostusmahdollisuuksiin tulevaisuudessa.