Hedelmällisyysominaisuuksien genomitutkimus edistää sukusiitoksen haittavaikutuksien torjumista ayrshirellä
Maataloustieteiden osastolla tehdyn MMM Katja Martikaisen väitöstutkimuksen mukaan genomianalyysillä voidaan tehostaa ayrshire-lehmien hedelmällisyyteen haitallisesti vaikuttavan sukusiitoksen torjumista. Parempi hedelmällisyys lisää maidontuotannon kannattavuutta, vähentää sen ympäristövaikutuksia sekä edistää lehmien hyvinvointia.

Lehmien hyvä hedelmällisyys on välttämätöntä maidontuotannolle, mutta sillä on myös merkittävä vaikutus tuotannon kannattavuuteen ja kestävyyteen. Hedelmällisyysongelmat ovat kuitenkin tavallisia, Suomessa huono hedelmällisyys on ollut usean viime vuoden ajan ensikoiden yleisin ja useamman kerran poikineiden lehmien toiseksi yleisin poistojen syy. Hedelmällisyysominaisuudet ovat herkkiä sukusiitoksesta johtuvalle sukusiitostaantumalle, eli ominaisuuksien keskiarvojen heikentymiselle. Sukusiitosta ei voi täysin välttää suljetuissa kotieläinpopulaatioissa, minkä vuoksi sen haitallisten vaikutusten tunnistaminen ja kontrollointi on tärkeää sukusiitostaantuman hillitsemiseksi.

Väitöstutkimuksessa vertailtiin erilaisia menetelmiä sukusiitostaantuman arvioimiseksi ja tunnistettiin genomista alueita, joissa sukusiitoksen johdosta lisääntynyt homotsygotia on yhteydessä heikentyneeseen hedelmällisyyteen. Sukusiitostaantumaa arvioitiin sekä sukupuutiedoista että genomisesta aineistosta. Väitöstutkimuksen tulosten perusteella sukupuutiedot eivät ole riittävän tarkkoja havaitsemaan hedelmällisyysominaisuuksissa ilmenevää sukusiitostaantumaa. Genomiin perustuvilla menetelmillä kuitenkin havaittiin yhteys lisääntyneen sukusiitoksen ja heikentyneen hedelmällisyyden välillä. Sukusiitoksen vaikutuksia tarkasteltiin myös genomialuekohtaisesti. Näin paikannettiin alueita, joissa sukusiitoksen johdosta lisääntyneellä homotsygotialla oli haitallinen vaikutus hedelmällisyyteen. Näillä alueilla sijaitsevien geenien ja hedelmällisyysominaisuuksien yhteyden tutkiminen voi tulevaisuudessa tuoda lisätietoa sukusiitoksen biologisista vaikutusmekanismeista.

Sukusiitoksen luoma homotsygotia ei kuitenkaan ole aina haitallista, vaan joidenkin sukusiitoksen johdosta homotsygoottien genotyyppien eli ROH-jaksojen vaikutus ominaisuuteen saattaa olla neutraali tai jopa suotuisa. Tällöin haitallisten ROH-jaksojen vaikutus voi jäädä havaitsematta, jos kaikkia genotyypiltään erilaisia ROH-jaksoja tarkastellaan yhdessä. Väitöstutkimuksessa tunnistettiin useita populaatiossa melko harvinaisena esiintyviä ROH-jaksoja, joilla on voimakas haitallinen vaikutus hedelmällisyyteen. Jalostusohjelmassa voidaan tulevaisuudessa välttää näiden haitallisten ROH-jaksojen muodostavien haplotyyppien kantajien paritusta ja näin tehostaa sukusiitoksen haittavaikutusten torjumista.

MMM Katja Martikainen väittelee 25.11.2020 kello 13 Helsingin yliopiston maatalous-metsätieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Genomic analysis of inbreeding depression on fertility traits in Finnish Ayrshire cattle". Vastaväittäjänä on professori Erling Strandberg, Sveriges lantbruksuniversitet, ja kustoksena on professori Pekka Uimari.

Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Metsätieteiden talo, sali 108 (LS B3), Latokartanonkaari 7. Väitöstilaisuutta voi seurata etäyhteyden kautta: https://helsinki.zoom.us/j/68132714795?pwd=RFoxSjMxYlFzakhtYVFkT0tPeTRn… Meeting ID: 68 132 714 795, Password: 831831.

Väitöskirja julkaistaan sarjassa Dissertationes Schola Doctoralis Scientiae Circumiectalis, Alimentariae, Biologicae. Väitöskirja on myös elektroninen julkaisu ja luettavissa Heldassa.

Väittelijän yhteystiedot: Katja Martikainen katja.martikainen@helsinki.fi