Klimaændringer truer husdyr:Italienske forskere bruger genomik til at forsøge at redde dem

Forskere fra Università Cattolica, Piacenza, leder efter gener til at gøre kvæg- og fåreracer modstandsdygtige over for klimaændringer, hedebølger og tørke:det er i fare for selve overlevelsen af ​​mange lokale racer med store økonomiske tab for produktionskæden, mens ankomsten af ​​nye sygdomme kan alvorligt påvirke kvæget.

På fakultetet for landbrugs-, fødevare- og skovvidenskab, ledet af prof. Marco Trevisan, studerer afdelingen for husdyr-, ernærings- og fødevarevidenskab – DiANA, ledet af professor Francesco Masoero genetik af tilpasning. Genetikerne, koordineret af prof. Paolo Ajmone Marsan og involverer prof. Riccardo Negrini, prof. Licia Colli og en stor gruppe unge ph.d.-studerende og postdoc-stipendiater, har for nylig offentliggjort en anmeldelse i tidsskriftet Animals om husdyrs tilpasning til klimaændringer.

Produktionstab på grund af klimaændringer

"Produktionstab på grund af varme afhænger af miljøforhold, som vurderet ved temperatur/fugtighedsindekset (THI)," forklarer professor Ajmone Marsan. Adskillige undersøgelser afslørede bekymrende skøn i størrelsesordenen millioner af euro i direkte omkostninger (tab af produktion) og indirekte omkostninger (omkostninger til veterinærinterventioner, foder osv.).

Prof. Trevisan påpeger, at et papir, offentliggjort i år i The Lancet Planetary Health , anslår tabet af global produktion fra varmestress til noget i retning af 40 milliarder dollars om året ved udgangen af ​​århundredet (fra et lavpunkt på 34 dollars til det højeste på 45 dollars), svarende til omkring 10 procent af 2005-værdien af ​​kød og mælk .

"Varmestress er skadelig for alle dyrearter," forklarer professor Negrini, "især for drøvtyggere og højproducerende malkekvæg samt vores racer. Desværre tyder klimafremskrivninger på, at sommervejret i vores land vil blive mere og mere tørt og varmt. Det vil øge stress hos dyr, på trods af skygge, ventilation, drysning af vand og mulig konditionering."

Genomics for at redde husdyr

Genomik kan hjælpe med at redde husdyr fra klimaændringer, forklarer professor Ajmone Marsan. I nogle år nu har nationale avlsprogrammer ændret selektionsmålene for husdyrarter, idet de favoriserer dyr, der er mere robuste og funktionelle og ikke kun højproduktive. Traditionelt udvalg giver fremragende resultater, men det kræver mindst 5 år. Genomics har næsten tredoblet selektionshastigheden. Med genomik er det muligt at identificere og bruge de bedste varianter af gener involveret i alt af interesse for husdyrs velvære.

Gennem genomik er nogle genetiske varianter (mutationer), der hjælper dyr til bedre at tilpasse sig fjendtlige klimaer, allerede blevet identificeret. For eksempel er der i nogle lokale caribiske kvægracer (Senepol, Limoneiro og Carora) opdaget en "slik" mutation, der resulterer i hårforkortning og en række fysiologiske ændringer, der gør dyrene ekstremt modstandsdygtige over for varmestress. Mutationen er blevet introduceret i den friesiske race i Florida, og den har også vist sig at være effektiv i denne race, som er meget vigtig for mælkeproduktionen.

Et mål kunne være at indsætte genet i italienske besætninger og bruge det i udvælgelsesprogrammer.

De igangværende forskningsprojekter i Italien og Europa

"Mange igangværende forskningsprojekter leder efter andre gunstige genetiske varianter forbundet med tilpasning til miljøet i andre racer og andre arter. Vi er aktivt involveret i nogle af disse projekter," siger prof. Colli.

"Vi studerer det genetiske grundlag for tilpasning som en del af nationale og internationale projekter," forklarer han. "Vi koordinerer især projektet SCALA-MEDI, der studerer genetikken for tilpasning hos nordafrikanske får og fjerkræ. Fem lande, Italien, Frankrig, Tunesien, Algeriet og Marokko, 18 partnere og mere end 100 forskere er involveret i projektet Hovedformålet er at studere og forbedre tilpasningsevnen til ekstreme klimaer af lokale nordafrikanske racer, især meget varme og tørre klimaer såsom de Sahara. Forståelse af de genetiske og epigenetiske mekanismer for klimatilpasning er vigtig for planlægning af genetisk og genomisk forbedring programmer, der øger produktionseffektiviteten for lokale racer uden at gå på kompromis med deres adaptive egenskaber."

"Vores mål er også at demonstrere den økonomiske værdi af de undersøgte racer," siger professor Negrini, "for at bidrage til deres bæredygtige bevarelse. Adaptive gener er bevaret i lokale racer, men mange af dem er på randen af ​​at uddø, erstattet af forbedrede racer, der er økonomisk fordelagtige, samtidig med at de har dårlig tilpasningsevne. Der skal være balance mellem effektiv produktion med industrielle racer, som gør det muligt at fodre verden bæredygtigt, og bevarelse af husdyrs biodiversitet som reservoir for nyttige gener."

"Genomics kan øge effektiviteten af ​​lokale racer, forbedre deres bæredygtighed, mens de studerer deres DNA for at identificere gener til tilpasning, der er nyttige for industrielle racer," påpeger professor Ajmone Marsan.

"Et andet europæisk projekt, der netop er afsluttet, er IMAGE (www.imageh2020.eu) koordineret af det franske INRA. Projektets primære mål har været at karakterisere og udnytte biobanker af DNA og dyresæd og oocytter fra husdyrarter," professor siger Ajmone Marsan. "Vores gruppe identificerede gener forbundet med klimatilpasning hos europæiske får. Vi identificerede flere gener og varianter forbundet med miljøvariabler (såsom temperatur, luftfugtighed osv.), der er aktive i immunsystemet og stofskiftet, især fedtstofskiftet."

Et afsluttende projekt er "A multi-species genomic approach to assessment pre- and post-columbian population dynamics in South America," som parallelt studerer genomerne af mennesker, bønner og kvæg på det sydamerikanske kontinent.

"Mens hovedformålet er rekonstruktionen af ​​menneskelige migrationsruter under den palæolitiske kolonisering af kontinentet, vil kontinental prøvetagning af kvæg igen give os mulighed for at studere generne for kvægtilpasning langs en ekstremt forskelligartet klimatisk gradient, fra Patagonien til troperne; fra havet niveau med højderne af de peruvianske bjerge," siger prof. Erminio Trevisi.

"Genomics er et kraftfuldt værktøj, og det vil lette udvælgelsen af ​​dyr, der er mere modstandsdygtige over for klimaændringer, men det er kun en af ​​de faktorer, der kan sikre dyrevelfærd i ekstreme klimaer; det er også afgørende at kontrollere landbrugsstrukturer, avlsstyring og præcisionsfodring . Den gode nyhed er, at dyr i produktionen i stigende grad overvåges nøje af kameraer, sensorer og intelligente dataanalysesystemer, der advarer landmændene, så snart dyr viser de første tegn på stress, hvilket muliggør øjeblikkelig implementering af afbødende foranstaltninger." + Udforsk yderligere

Stigende temperaturer vil ramme kød- og mælkeproduktionen i Østafrika