genetics

Gepubliceerd op 18 juli 2019

Genen helpen wetenschappers om selectief te worden

Genen zijn best belangrijk. Zonder genen zouden we immers niet bestaan. De technologie ontwikkelt zich in een razendsnel tempo en wetenschappers leren steeds meer over genen en hoe ze de kracht daarvan voor selectief fokken kunnen inzetten. Dit leidt tot een aantal brandende vragen, maar de meest fundamentele daarvan is wellicht eenvoudigweg: Wat houdt selectief fokken nu eigenlijk in?

Als het gaat over wie het voor het zeggen heeft in menselijke en dierlijke systemen, dan zijn dat de genen. Deze stukjes DNA die bepalen wie we op celniveau zijn, hebben een immense taak: miljarden cellen dusdanig aansturen dat de eiwitten die ons op de been houden worden aangemaakt.

Genen zijn erfelijk, geef het door

We erven onze genen rechtstreeks van onze ouders. De meeste genen zijn voor alle mensen hetzelfde, maar minder dan één procent van onze genen kent kleine verschillen en die verschillen bepalen de unieke kenmerken van elke mens, elk dier en elke plant.

Selectief fokken draait om het veranderen van deze kenmerken in dieren en planten. Het is een vorm van genetische modificatie waarbij er geen vreemd genetisch materiaal (DNA) aan het organisme wordt toegevoegd, maar waarbij men bewust op gewenste eigenschappen selecteert.

In de varkensvleesindustrie helpt genetica fokkers die eigenschappen aan te scherpen die voor producenten en consumenten het belangrijkst zijn. Dit kan onder andere het verhogen van de voerefficiëntie van varkens of het verhogen van hun weerstand tegen ziekten betreffen.

Het is niet verrassend dat selectief fokken geheel om selectie draait. Het is immers van cruciaal belang dat de juiste dieren worden gekozen om de volgende generatie te creëren, afhankelijk van de beoogde eigenschap. Die keuze wordt over het algemeen aan de hand van een van de volgende vier opties, of een combinatie daarvan, gemaakt: visuele beoordeling, productietesten, testen van de nakomelingen en merker-gestuurde selectie (het verzamelen en analyseren van een DNA-monster voor specifieke merkers met een meetbaar effect op een eigenschap).

Gegevens voeden de honger naar kennis

Hypor verzamelt informatie van allerlei bedrijven en systemen over een breed scala aan eigenschappen zoals geboortegewicht, 14-dagengewicht, testgewicht, voeropname, rugspek (dikte) en spierdikte. De gegevens worden ingevoerd in een fokdatabase die een genetische evaluatie uitvoert en de genetische waarden voor elk varken en elke eigenschap berekent. Die waarden worden gecombineerd tot een selectie-index die aangeeft welke varkens in welke eigenschappen uitblinken (in wezen een rapport voor elk dier) en de informatie wordt als hulpmiddel bij het selectieproces aan de producent doorgegeven.

Wat betreft de streefeigenschappen is de focus van een fok-/genetische lijn sterk bepalend. Bij moederlijnen (zeugenlijnen) is vruchtbaarheid de belangrijkste drijfveer en dus zijn de reproductie-eigenschappen, toomkenmerken (zoals het aantal levend geboren biggen) en moederschapskwaliteiten van het grootste belang. De focus bij eindbeerlijnen ligt op eigenschappen als groei, voerefficiëntie en magerheid. Fokkers moeten voorkomen dat er te veel eigenschappen in één foklijn worden opgenomen, aangezien niet alle eigenschappen even positief met elkaar samengaan. Op te veel eigenschappen tegelijk selecteren vertraagt bovendien de vooruitgang van de individuele eigenschappen.

Ondanks de verschillen in foklijnen zijn er enkele uitzonderingen. In het verleden selecteerden genetici bij zeugenlijnen uitsluitend op reproductie-eigenschappen en keken ze voor berenlijnen alleen naar groei-eigenschappen. Maar het is ook voor zeugen belangrijk dat ze sneller groeien en mager zijn. Aangezien 50% van de genen van een commercieel varken (een kruising) van de zeug afkomstig is en de andere 50% van de beer, is enige overlap bij het selecteren van eigenschappen nodig om tot een optimaal commercieel varken te komen.

piglet tag

Mondialisering

Bedrijven als Hypor houden in hun selectieproces rekening met het mondiale karakter van de huidige landbouw. Alle genetische informatie van een zeer gezond bestand in, bijvoorbeeld, Saskatchewan, Canada, verzamelen, biedt geen enkele garantie dat deze prestaties herhaald gaan worden als je varkens naar Colombia verscheept en daar aan andere temperaturen en een andere ziektedruk blootstelt. Dit fenomeen staat bekend als genotype-milieu interactie, waarbij genotypen op verschillende manieren op verschillen in de omgeving reageren.

Met het oog op deze verschillen kiest Hypor voor een mondiale benadering waarbij dezelfde genetische eigenschappen in meer omgevingen wordt getest en gegevens van allerlei locaties worden gebruikt om de beste fokkandidaten te bepalen.

Zoals bij elk gebied van de genetica het geval is, blijft selectief fokken zich ontwikkelen. Nooit eerder experimenteerden zoveel bedrijven met kunstmatige intelligentie of machinaal leren als hulpmiddel voor het verzamelen en analyseren van gegevens. Het succes van selectief fokken hangt af van de kwaliteit van de gegevens, en hoe meer hoe beter. De genetische database van Hypor wordt voortdurend aangevuld met informatie van over de hele wereld.

Tegelijkertijd kunnen omgevingsgegevens zoals de temperatuur in de stal of de luchtkwaliteit lastig te meten zijn. Nieuwe technologie in de vorm van sensoren en andere geavanceerde apparatuur maakt het mogelijk meer omgevingsdetails te verzamelen, waardoor het gemakkelijker zou moeten worden om de verschillen in eigenschappen die met genetica verband houden en de eigenschappen die door het milieu worden veroorzaakt van elkaar te onderscheiden. Door dit met kunstmatige intelligentie te combineren kunnen bedrijven de nauwkeurigheid van genetische voorspellingen en de daaruit voortvloeiende voordelen voor de branche nu al sterk verbeteren.

Om aan de behoeften van producenten te voldoen, moet genetische selectie op de nieuwste praktijken worden afgestemd. Aangezien de voerkosten blijven stijgen, zijn voeropname en voerconversie eigenschappen geworden waaraan nog meer aandacht moet worden besteed en die verbeterd moeten worden. Kunnen varkens op tweederangs, minder dure of alternatieve voeringrediënten overleven (zodat er meer voedsel overblijft voor de mens) en toch de benodigde prestaties leveren?

Gezien de financiële gevolgen van ziekte voor producenten (medicijnen, arbeidskosten, verminderde prestaties en een hoger sterftecijfer), is het weerstandsvermogen tegen ziekten een andere eigenschap die de varkenssector graag wil verbeteren. Omdat de fokdieren op bedrijven met een hoge gezondheidsstatus worden gehouden, kan het lastig zijn dit weerstandsvermogen te verbeteren, aangezien het moeilijk is om te selecteren op iets wat je niet kunt meten. Er wordt daarom nieuw onderzoek gedaan naar het genetische vermogen van varkens om op ziekte-uitdagingen in een natuurlijke omgeving te reageren.

'The sky is the limit' is misschien een cliché, maar dit cliché is wel degelijk van toepassing op genetica en selectief fokken. Het is prachtig om te zien hoezeer de prestaties van de veehouderij nu al door foktechnieken zijn verbeterd. Dit belooft heel veel voor de toekomst!