Szybko do 2023 roku; testy genetyczne zdolne do badań przesiewowych pod kątem mutacji są udostępniane przemysłowi mleczarskiemu. A większość stadnin byków przetestowała swoje zwierzęta, udostępniając wyniki producentom mleka.

Odkrycie mutacji i kroki mające na celu ochronę przyszłych pokoleń bydła mlecznego jest wynikiem współpracy przemysłu, w której biorą udział profesjonaliści z Wisconsin. Około dwa lata temu lekarze weterynarii ze Szkoły Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Wisconsin otrzymali cielę, które nie było w stanie stać. Następnie pojawiło się kolejnych 10 do 15 cieląt, które albo nie były w stanie stać po urodzeniu, albo utraciły zdolność stania w ciągu dwóch tygodni po urodzeniu, powiedziała dr Chelsea Holschbach, lekarz weterynarii i adiunkt w dziale hodowli dużych zwierząt i zwierząt jadalnych medycyny produkcyjnej na Wydziale Medycyny Weterynaryjnej UW.

Przez około rok badacze UW prowadzili badania diagnostyczne, obrazowe i sekcyjne oraz badania patologiczne, poszukując medycznych przyczyn zachorowań.

• Cielę może mieć trudności ze staniem z powodu dystocji – trudnego porodu – lub braku tlenu w mózgu podczas porodu lub urazów mięśniowo-szkieletowych.

• Wiadomo, że cielęta poczęte w wyniku zapłodnienia in vitro lub transferu zarodków mają ekstremalną masę urodzeniową, rodzą się przedwcześnie lub nie są w pełni rozwinięte. Może to również spowodować, że nie będą w stanie wstać lub stać.

• Przyczyną może być choroba zakaźna, taka jak wirus biegunki bydła.

• Inną potencjalną przyczyną może być infekcja wewnątrzmaciczna. Krowa mogła zostać zarażona pierwotniakiem zwanym neosporą, jeśli zjadła psie odchody. Mogłaby wtedy przenieść gatunek pierwotniaka na cielę, wpływając na jego układ nerwowy.

• Niezdolność cielęcia do stania może być spowodowana niedoborem metabolicznym, takim jak niedobór selenu.

Te liczne możliwe przyczyny mogą wyjaśniać, dlaczego tak długo zajęło odkrycie, że zespół wczesnego początku osłabienia mięśni może być spowodowany defektem genetycznym, powiedział Holschbach.

Podobnie jak naukowcy z UW, lekarze weterynarii w Nowym Jorku nie byli w stanie zidentyfikować neurologicznych, zakaźnych lub metabolicznych przyczyn, dla których cielęta na dwóch fermach w tym stanie nie były w stanie stać. Skontaktowali się z Chadem Dechowem, profesorem nadzwyczajnym genetyki bydła mlecznego na Wydziale Nauk o Zwierzętach Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii.

„Skontaktowali się ze mną, ponieważ przeczytali artykuł, który napisałem o innym genetycznym stanie recesywnym” – powiedział Dechow.

Weterynarze z Nowego Jorku przesłali mu próbki tkanek z dwóch sekcji zwłok cieląt. Dechow dowiedział się również, że fermy na Florydzie iw Pensylwanii, które stosowały zapłodnienie in vitro, miały podobne problemy z cielętami.

„Między dwoma stadami w Nowym Jorku, stadem na Florydzie i stadem w Pensylwanii, udało nam się zebrać populację, która była wystarczająco duża, aby rozpocząć śledzenie mutacji” – powiedział Dechow. „Przeprowadziliśmy asocjację całego genomu, używając tysięcy markerów DNA i analizy rodowodowej, aby ustalić, czy genetyczne pochodzenie leżącości jest wiarygodne”.

Naukowcy wyśledzili najbliższego przodka reproduktora urodzonego w 2008 r., który był obecny zarówno w liniach ojcowskich, jak i matczynych cieląt dotkniętych chorobą. Ten ojciec dał w 2010 roku syna, który jest jednym z najbardziej spokrewnionych buhajów z rasą holsztyńską. Według naukowców z Pennsylvania State University późniejsze badania zidentyfikowały byka urodzonego w 1984 roku jako jednego z pierwszych nosicieli i być może prekursora mutacji.

Współpracowali z naukowcami z US Department of Agriculture’s Agricultural Research Service, Council on Dairy Cattle Breeding i wieloma firmami zajmującymi się genetyką. Ta praca zaowocowała odkryciem defektu na chromosomie 16. Współpraca, w której uczestniczył ABS Global z DeForest w stanie Wisconsin, wykorzystała dane sekwencyjne do odkrycia prawdopodobnej mutacji sprawczej w genie CACNA1S na chromosomie 16.

„Wygląda na to, że jest to niedawna mutacja w obrębie bardzo powszechnego haplotypu holsztyńskiego” – stwierdził ABS Global.

Opracowano test genetyczny w celu określenia zwierząt, które są nosicielami. ABS oświadczył, że posiada wyniki testów dla większości buhajów sprzedawanych przez siebie i że opracowywany jest system wysyłania wyników testów z laboratoriów do Holstein USA, Council on Dairy Cattle Breeding oraz Animal Genomics and Improvement Laboratory USDA.

Firma STgenetics z siedzibą w Navasota w Teksasie stwierdziła, że ​​współpraca z udziałem STgenetics, Genetic Visions-ST i Chada Dechowa z Pennsylvania State University umożliwiła sekwencjonowanie regionu genomowego związanego z zaburzeniem. To umożliwiło Genetic Visions-ST stworzenie testu zdolnego do identyfikacji zwierząt jako

• homozygotyczne-normalne – zwierzęta, które nie są nosicielami mutacji lub

• heterozygoty lub nosiciele – zwierzęta, które wydają się normalne, ale mogą przekazać mutację swojemu potomstwu lub

• homozygotyczne pod względem mutacji – chore zwierzęta, które prawdopodobnie umrą lub zostaną uśmiercone wkrótce po urodzeniu.

Firma przeprowadziła testy na swoich buhajach holsztyńskich w Stanach Zjednoczonych i jest w trakcie testowania wszystkich pozostałych buhajów na całym świecie. Testowane są również samice o wysokiej wartości genetycznej w stadach firmy.

„Podejmowane są działania mające na celu wyeliminowanie tej przyczynowej mutacji z naszych stad” – oświadczyła firma.

Firma Genetic Visions-ST uzyskała umowę licencyjną z Uniwersytetem Stanowym Pensylwanii, dzięki czemu test genetyczny na pozycję leżącą jest dostępny dla przemysłu mleczarskiego na całym świecie.

Feanix Biotechnologies of Davis w Kalifornii oferuje również test na mutację. Raporty z testów przedstawiają allele z możliwymi wynikami „wolny”, „nosiciel” lub „dotknięty chorobą”.

Dechow powiedział w artykule prasowym Pennsylvania State University: „Czuję satysfakcję z faktu, że odkryliśmy to dość wcześnie, zanim naprawdę przerodziło się to w duży problem dobrostanu cieląt. Złapaliśmy to, zanim fala cieląt została dotknięta przez leżenie i zostałaby uśpiona. Myślę, że zdusiliśmy tę chorobę w zarodku, zanim stała się powszechna. Jestem również bardzo wdzięczny, że nasze biuro technologiczne dostrzegło potrzebę szybkiej komercjalizacji testu DNA”.

Dechow spodziewa się, że przemysł mleczarski zacznie stosować test do agresywnej selekcji byków, które są nosicielami zmutowanego genu.

„Właściwie to już się zaczęło” — powiedział. „W rezultacie za kilka lat częstotliwość występowania choroby będzie naprawdę niska. Na dłuższą metę niższa częstotliwość spowoduje, że test nie będzie tak bardzo potrzebny, ale zwierzęta, które są częścią przemysłu sztucznego zapłodnienia, nadal będą testowane, aby upewnić się, że nie pominięto żadnych ukrytych nosicieli”.

Badanie Penn State zostało opublikowane w ScienceDirect. Aby uzyskać więcej informacji, odwiedź stronę sciencedirect.com – wyszukaj hasło „leżenie cieląt holsztyńskich” – oraz vetmed.wisc.edu i absglobal.com oraz stgen.com i feanixbio.com/cattle-tests/p/calf-recumbency.

To jest oryginalny artykuł napisany dla Agri-View, publikacji rolniczej Lee Enterprises z siedzibą w Madison w stanie Wisconsin. Odwiedź AgriView.com, aby uzyskać więcej informacji.