Genetyka zwierząt odgrywa kluczową rolę we współczesnym rolnictwie, poprawiając zrównoważony rozwój żywności i adaptację zwierząt do zmieniającego się klimatu. Przez lata hodowcy zwierząt podkreślali znaczenie genetyki w zwiększaniu produktywności zwierząt. Zachowanie różnorodnych źródeł zwierzęcej plazmy zarodkowej ma kluczowe znaczenie dla zachowania różnorodności genetycznej, która zapewnia równowagę ekonomiczną i bezpieczeństwo żywnościowe w obliczu nowych chorób i zmian klimatycznych oraz pogłębia naszą wiedzę na temat genetyki i genomiki zwierząt.

Narodowy program plazmy zarodkowej zwierząt USDA Agricultural Research Service zebrał i zabezpieczył ponad milion próbek od ponad 64 000 zwierząt w całych Stanach Zjednoczonych. Próbki te, pochodzące z późnych lat czterdziestych XX wieku do chwili obecnej, mają na celu zachowanie różnorodności genetycznej amerykańskiego bydła, zapewnienie bezpieczeństwa genetycznego i lepsze zrozumienie genów, które wpływają na cenne cechy zwierząt i kontrolują je.

„W ciągu ostatnich 24 lat NAGP udostępnił prawie 11 000 próbek z kolekcji plazmy zarodkowej hodowcom, naukowcom uniwersyteckim i innym osobom z branży zwierzęcej i społeczności naukowej w celu badań molekularnych i wprowadzenia utraconej zmienności genetycznej w żywych populacjach” – powiedział Harvey Blackburn, Genetyk zwierząt NAGP i koordynator programu. „Uwolnione zasoby genetyczne umożliwiają eksplorację ważnych problemów przemysłu hodowlanego”.

Ostatnio wykorzystanie kolekcji NAGP ujawniło interesujące odkrycia.

Producent bydła mięsnego z Południowej Dakoty z powodzeniem włączył próbki z repozytorium NAGP do swojego programu hodowlanego. Poprosili i otrzymali próbki nasienia od pięciu buhajów Angus urodzonych przed 1997 rokiem, które zostały użyte do krycia z ponad 150 krowami rasy Angus. Powstałe potomstwo pomaga modyfikować stado krów hodowcy, aby spełniało cele produkcyjne i marketingowe. Potomstwo buhajów z zasobów genetycznych sprzed 1997 r. wykazało wysoki poziom wydajności dla kombinacji cech i jest niezmiennie bardzo poszukiwane na rynku w ciągu ostatnich kilku lat. Naukowcy z NAGP i Livestock and Range Research Laboratory badają obecnie leżące u podstaw różnice genomiczne w potomstwie tych buhajów w wieku powyżej 26 lat i obecnej populacji rasy Angus, aby lepiej zrozumieć podstawy wyższych poziomów wydajności.

To nie pierwszy raz, kiedy genetycy zwierząt NAGP i branża dostrzegli pozytywny wpływ pobierania próbek starszych pokoleń buhajów z kolekcji. W 2020 roku Blackburn współpracował przy badaniu przeprowadzonym przez naukowców z Wydziału Nauk o Zwierzętach Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii (PSU). W badaniu tym stwierdzono, że cała populacja holsztyńska w USA wywodzi się z dwóch linii ojcowskich (tylko dwa różne pochodzenie chromosomu Y) wywodzących się z wybitnych buhajów z 1970 roku. Dzięki śledzeniu genomu i linii rodowodowej próbek w kolekcji plazmy zarodkowej odkryli dwa dodatkowe, unikalne chromosomy Y, które zostały utracone w obecnych liniach holsztyńskich w wyniku selekcji. Cielęta zostały stworzone przy użyciu próbek plazmy zarodkowej tych dwóch buhajów i podobnie jak w przypadku Angusa, potomstwo córki dało mleczność powyżej oczekiwanego poziomu i równe ich odpowiednikom z obecnego podstawowego genetycznego holsztyńskiego urodzonego w tym samym roku.

„Te przykłady wykorzystania kolekcji plazmy zarodkowej zwierząt w programach badawczych i hodowlanych mają ogromne znaczenie dla branży” – mówi Blackburn. „Chociaż uważa się, że duże rasy bydła mlecznego i mięsnego, takie jak holsztyńskie i angusy, nie mają problemów z różnorodnością, te przykłady ujawniły coś przeciwnego, zwłaszcza brak zmienności chromosomu Y u buhajów rasy holsztyńskiej. ilustrują wartość kolekcji plazmy zarodkowej w celu poszerzenia, a nawet ratowania różnorodności genetycznej, poprawy wydajności zwierząt i sugerują naukowcom, że nadal istnieje wiele znaczących badań do wykonania w celu zrozumienia genetycznych podstaw wydajności zwierząt gospodarskich”.

Bank genów NAGP obejmuje również próbki zwierząt wodnych (ryb i skorupiaków), drobiu i populacji owadów. Żądania dotyczące plazmy zarodkowej zwierząt można przesyłać do NAGP USDA Agricultural Research Service na stronie Animal-Germplasm Request.