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BlueCow

Ziel

Ziel dieses Verbundprojektes ist es, Stickstoff-Emissionsminderungspotentiale durch Nutzung der genetischen Diversität für den Milchharnstoffgehalt durch Verwendung Genom- und Mikrobiom-basierter tierzüchterischer Maßnahmen in Kombination mit einer Niedrigproteinfütterung auszuschöpfen, um so das Stickstoff-Recycling und die Stickstoff-Effizienz bei Milchkühen zu verbessern. Im Einzelnen sollen sowohl unter Praxis- als auch unter standardisierten Versuchsbedingungen folgende Ziele verfolgt werden:

  1. Ableitung eines relativen Zuchtwertes für Milchharnstoffs (RZMHst), um über tierzüchterische Ansätze Stickstoffemissionen über Kot und Urin zu verringern.
  2. Aufklärung physiologischer Mechanismen einer verringerten N-Ausscheidung durch Analyse des Harnstoffrecyclings in Milchkühen mit divergenten RZMHst und Fütterung einer Niedrig- und Kontrollproteindiät.
  3. Identifizierung von molekularen Pfaden und Kandidatengenen für die Ableitung von Biomarkern für die Züchtung und individualisierte und situative Versorgung von Milchkühen durch Analyse der Beziehung zwischen endogener Harnstoffverteilung und -ausscheidung, Pansenmikrobiota und genomischer Variation.
  4. Evaluierung innerfamiliärer genetischer Variation des RZMHst und Empfehlungen zur optimalen Anpaarungsplanung.

Ergebnisse

Eine neue und effizientere Art zur Berechnung der Mendelschen Varianz von Zuchtwerten innerhalb von Familien konnte im Verlauf des Projektes entwickelt werden. Obwohl die Mendelsche Segregation in verschiedenen Familien unabhängig voneinander stattfindet, kann mit Hilfe geeigneter Annahmen auch eine Kovarianz zwischen den additiven Werten der Gameten von zwei Individuen abgeleitet werden. Um einen eindeutigen Wert für das gesamte Genom mit einer willkürlichen Reihenfolge der Haplotypen für einzelne Chromosomen zu erreichen, werden die Beiträge zur Gesamtkovarianz getrennt nach Chromosomen berechnet und ihre absoluten Werte aufsummiert. Diese können als Ähnlichkeit zwischen Individuen interpretiert werden. Dieses Prinzip lässt sich auf additive Werte von Zygoten und Ähnlichkeiten zwischen Elternpaaren verallgemeinern und als Ähnlichkeitsmatrizen für potenzielle Eltern darstellen. Erste Zuchtwerte für Milchrinder wurden erstellt und die prinzipielle Anwendung bei der Bestimmung optimaler Paarungsentscheidungen unter Beibehaltung einer möglichst großen Haplotypenvielfalt ausgearbeitet.

Verwertung

Mittelfristig kann anhand der Ergebnisse eine Neubewertung des Milchharnstoffgehaltes für die Optimierung der Rationsgestaltung von Milchkühen unter Berücksichtigung des jeweiligen Genotyps erfolgen. Dies ist Grundlage für eine weitere Aufklärung von genetischen Ursachen für unterschiedliche N-Effizienzen auf genomischer Ebene. Sollte sich die genannte Vermutung bestätigen, so bestünde die Möglichkeit die Milchharnstoff- oder auch die Urin-Creatinin-Konzentration als Biomarker für die Selektion auf einen verminderten Stickstoff-Fußabdruck aus der Milchkuhhaltung zu verwenden.