I dag går det fem-seks år før ein veit om ein oksekalv blir ein bra avlsokse. No skal gentestar peike ut dei mest lovande kandidatane allereie få månader etter fødselen.
Audrun Utskarpen i GENialt 2/2012
Det rautar frå fjøset på Store Ree ved Hamar, langtrekte, djupe raut og kortare kvin. Oksane på avlsstasjonen til Geno skjønar at det skal skje noko i dag. Geno er selskapet som driv med avl og utvikling av den norske mjølkekurasen Norsk Raudt Fe. Frå oksestasjonen på Store Ree sender dei sæd frå eliteoksar til inseminering av kyr både i Noreg og utlandet.
Heile reportasjen i pdf-format
Inne luktar det fjøs, men det er lyst og reint. Fjorten eliteoksar og tjue ungoksar står eller ligg på rekkje og rad og gomlar høy. Det klirrar i kjetting. Eliteoksen 10544 Tranmæl ligg og tygg drøv. Han er kvit med brune flekker på sidene og raudbrun over heile framparten. Musklane er kraftige, typisk for ein okse av Norsk Raudt Fe. Røktar Ole Peder Byenstuen kjem med eit tau som han festar i naseringen, og leier Tranmæl ut i naborommet. Oksen blir klødd med ein stav under buken så han skal få lyst til å ri. Ungoksane greier seg med å ri på eit fantom, ei plastinnretning med skinn som liknar bakenden på ei ku, medan dei fullvaksne oksane rir på ein pensjonert okse. Tranmæl spenner dei kraftige nakkemusklane og kliv opp. Røktar Thor Bjarne Eriksen står klar med ein kunstig skjede av plast og samlar opp sæden.
Allereie er Tranmæl far til 50 000 kalvar, og han er ein av dei beste oksane som står på Store Ree. Den aller beste heiter 10177 Braut. Han har stått her i fire år og er far til 70 000 norske og nokre tusen utanlandske kalvar. Men Braut blir ikkje tappa i dag. Han skal ikkje brukast meir i Noreg på grunn av faren for innavl.
– Ein eliteokse kan heller ikkje stå for mange år på båsen, men må etter kvart bytast ut, for målet med avlsarbeidet er å stadig forbetre eigenskapane for kvar ny generasjon, forklarer stasjonsveterinær og produksjonssjef i Geno Bjørn Gulbrandsen.
Den nye Braut
Ungoksane i fjøset har fri i dag, dei skal gi sæd ein annan gong. No har dei ete silofôr og halm og ligg og tygg drøv. Lihaug heiter ein av dei, han er ein av kalvane etter Braut. Lihaug og dei andre ungoksane er ikkje meir enn eit par år gamle og har enno ikkje fått dei kraftige oksemusklane. Først om tre–fire år får vi vite om dei blir eliteoksar eller går til slakt.
– Kven av desse oksane blir den nye Braut?
– Det veit vi ikkje, seier Gulbrandsen.
– Du kan ikkje fortelje kven som blir eliteokse berre ved å sjå på ein flokk med ungoksar, du må sjå på avkommet deira. Men nokre av oksane har kraftigare nakke enn dei andre. Det tyder på at dei har mykje testosteron, noko som kan gi ein liten peikepinn. Når oksane ikkje vil at du skal trø dei for nære, skrapar dei med foten i bakken og bøyer nakken for å vise musklane. Kraftigast nakke gir høgast rang, så slike oksar blir leiarar i flokken.
I dag nyttar dei såkalla avkomsgransking for å rekne ut ein avlsverdi for eliteoksekandidatane. Ungoksen må først gi sæd og bli far til 250 kukalvar. Så samlar Geno inn data om bestemte eigenskapar som mjølkeproduksjon, fruktbarheit, eksteriør (utsjånad) og helse hos avkomma etter at dei sjølve har fått kalv. Deretter reknar avlsforskarane ut ein avlsverdi for kvar eigenskap og til slutt ein samla avlsverdi. Berre oksane med høgast avlsverdi får bli fedrar til nye generasjonar Norsk Raudt Fe.
Klargjering av sæden
Nokre få minutt etter at sæden er tappa, tek ingeniør Ragnhild Gjeset på laboratoriet imot røra med sæd frå Tranmæl og dei andre eliteoksane. Ho måler volum, tettleik og temperatur på sæden og fortynnar han. I mikroskopet kontrollerer ho at sædcellene lever og gir dei karakter frå éin til fire etter kor gode dei er til å symje. Ho legg inn alle data i datasystemet til Geno, som både dei 12 000 storfebøndene som saman eig avlsselskapet, og alle som jobbar der, kan logge seg på når dei ønskjer. Så lenge minst 70 prosent av sædcellene lever, kan sæden brukast.
Gjeset tømmer den fortynna sæden frå eit glas over i ei automatisk fyllemaskin. Maskina fyller sæden i tynne rør, eller strå, eitt strå er nok til éi inseminering. Så opnar Gjeset ein tank, og kald, kvit damp frå flytande nitrogen slår imot oss i det ho legg sædstråa på plass i boksar i tanken.
Sverige, Canada, Israel og Makedonia står det på nokre mindre behaldarar. Dei inneheld sæd som skal eksporterast. Bønder i andre land ønskjer å få inn Norsk Raudt Fe-gen i sine kyr fordi ein i Noreg ikkje berre har lagt vekt på kor mykje kyrne mjølkar eller korleis kjøtet er, men òg at dyra skal ha god helse og ikkje vere for nært i slekt. Geno på si side kjøper gjerne inn sæd frå utlandet for å få meir varierte gen inn i Norsk Raudt Fe. Til dømes er far til Tranmæl svensk.
Eliteoksekandidatane
I Noreg blir ni av ti kalvar fødde etter kunstig inseminering. Datasystemet til Geno tilrår kva for okse bøndene skal velje til kva for kyr.
Kukalvane skal vekse opp og sjølve få kalvar og bli mjølkekyr. Ni av ti norske mjølkekyr er Norsk Raudt Fe. Men Norsk Raudt Fe er ei såkalla kombinasjonsku som òg gir godt kjøtt, og dei fleste oksekalvane blir selde til bønder som driv med kjøttfe. Nokre få skal bli fedrar til nye generasjonar.
Før oksekalven Lihaug vart fødd, hadde avlsforskarane hos Geno rekna ut at med Braut til far og ei eliteku til mor hadde han store sjansar til å bli ein framtidig avlsokse. Derfor var Lihaug blant dei fire tusen oksekalvane som Geno valde ut som eliteoksekandidatar i første runde det året. Berre 10–12 av dei vil stå igjen som eliteoksar til slutt.
DNA-profil ved fødselen
Frå og med i år får dei 800 beste eliteoksekandidatane ein DNA-profil få månader etter fødselen. Ved å analysere arvestoffet og leite etter gen som er knytte til bestemte eigenskapar, kan avlsforskarane rekne ut ein foreløpig avlsverdi.
Geno samarbeider med rådgivarar frå mjølkeprodusenten Tine som er på gardane med jamne mellomrom og utfører husdyrkontroll. Dei tek mellom anna prøvar av mjølk for å sjekke kvaliteten. Da Lihaug vart fødd, undersøkte rådgivaren frå Tine om han såg frisk ut, og vurderte utsjånaden, særleg om beina var velforma. Sterke bein er viktig om ein skal gå og vente i fleire år på å bli eliteokse. Til slutt vart Lihaug vald ut blant dei 800 kalvane som gjekk vidare til andre runde.
Da Lihaug var to månader gammal, gjekk rådgivaren frå Tine i fjøset og nappa ut ein tjafs med hårstrå frå rumpetippen hans. Så klipte ho av enden med hårrøter og sende i ein konvolutt i posten til Biobank AS på Hamar. At hårrøtene følgjer med, er viktig for at Biobank skal kunne isolere DNA frå dei.
DNA i biobanken
Når seniorforskar Morten Flobakk og medarbeidarane hos Biobank AS får inn hårprøvar, klipper dei først av hårrøtene og legg dei i ei væske slik at dei går i oppløysing. Så puttar dei dei oppløyste hårrøtene inn i ein maskin som reinsar DNA-et frå hårcellene, og løyser det opp i ei ny væske slik at det kan frysast.
I eit rom står tretti kvite frysarar og durar på rekkje og rad. Kald luft bles frå ei vifte i taket. I frysarane ligg 300 000 ulike prøvar med biologisk materiale, som blod, vev, serum, sæd og DNA. Det er Geno, saman med Norsvin, avlsselskapet for svin, og Aqua Gen, eit av avlsselskapa for laks, som eig biobanken. Alle prøvane frå storfe, gris og laks som før vart lagra rundt om i landet, blir no lagra på Hamar, saman med databasar over slektskap. Her er blant anna prøvar frå Norsk Raudt Fe frå dei siste 40 åra.
– Det er som om det skulle finnast blodprøvar av den norske befolkninga heilt tilbake til 1600-talet, seier Flobakk.
Flobakk opnar ein frysar og løftar opp eit meterhøgt stativ med 20 firkanta boksar stabla oppå kvarandre. Han trekkjer ut ein boks med 100 små rør som alle inneheld nokre milliliter med væske med DNA frå eitt dyr. Alle røra har strekkodar på undersida slik at dei veit akkurat kva for dyr DNA-et er teke frå. Når avlsforskarane hos Geno ber om DNA for å analysere, pipetterer Flobakk nokre milliliter med DNA over i nye rør og sender i posten til forskingsavdelinga til Geno på Ås.
Genotyping
Forskar Matthew Kent tek imot rør med DNA-prøvar frå eliteoksekandidatane og genotypar dei. Genotyping er prosessen med å kartleggje gena til eit individ ved å analysere DNA-et. Om desse analysane samarbeider Geno med forskarar ved Universitetet for miljø- og biovitskap.
Geno nyttar analysar av utvalde stader på DNA-molekylet der éin base (det vil seie ein av dei fire byggjesteinane i DNA-molekylet A, T, C og G) kan vere ulik frå individ til individ. Visse eigenskapar kan vere knytte til eit visst mønster av slik genetisk variasjon.
Kent må først reinse DNA-et og kopiere det i millionar av eksemplar. Så tek han fram ein chip, ei svart brikke om lag så stor som ei halv fyrstikkeske og eit par millimeter tjukk. På brikka er det frå før festa 777 000 DNA-bitar frå storfe. Med ei pipette syg Kent opp DNA og trykkjer det ut igjen på chipen. Viss ein DNA-bit frå oksen inneheld eit mønster som òg er i ein DNA-bit på chipen, vil DNA-biten frå oksen no feste seg til chipen.
Neste dag, som er dag tre i prosessen, tilset Kent ei løysning med fluorescerande fargar. Deretter skannar han chipen, og ei mengd med små grøne og raude prikkar sprett opp på pc-skjermen. Dei grøne prikkane er DNA-byggjesteinane G og C, medan dei raude er byggjesteinane A og T. Kvar prikk svarar til éin av dei utvalde stadene på DNA-molekylet.
– Slik får vi ein særmerkt genetisk signatur for kvart dyr, seier Kent. – Og vi kan studere den genetiske variasjonen som er knytt til variasjonen i mange ulike eigenskapar, på éin og same chip.
Bioteknologiselskapet Illumina har laga chipen i samarbeid med det amerikanske landbruksdepartementet. Ganske fort fann dei genvariantar som hadde noko å seie for mjølkeproduksjon, medan variantar som kunne seie noko om kor fort dyra voks, korleis dei utnytta fôret og korleis dei evna å stå imot sjukdom, var vanskelegare å kartleggje. Det er truleg fordi desse eigenskapane avheng meir av miljøet enn av arv.
Avlssjefen i Geno, Trygve Solberg, bruker eit dataprogram for å samanlikne den genetiske signaturen for kvar okse med mønstera for ei samling av 3 500 Norsk Raudt Fe. Dataprogrammet reknar ut ein foreløpig avlsverdi for kvar okse.
– Genteknologi i avlsarbeidet er eit paradigmeskifte, seier Solberg.
– Eg meiner at vi etter kvart kan få framgang i avlen dobbelt så fort som før.
Teststasjonen i Øyer
Når oksekalvane er om lag fire månader gamle, kjøper Geno i den tredje utveljingsrunden inn dei 300 mest lovande til teststasjonen i Øyer i Gudbrandsdalen. Her gjer dei ein såkalla fenotypetest, det vil seie at dei testar dei eigenskapane ein kan observere. Dei vurderer kor mykje oksekalvane har vokse, om dyra ser fine ut, ridelyst og sædkvalitet. Om oksen har aldri så bra eigenskapar elles, hjelper det lite viss han ikkje har lyst til å ri, slik at dei ikkje får tappa sæd, eller om sæden er dårleg. Når dei er om lag eitt år gamle, får dei 115 beste av dei 300 oksekalvane på Øyer komme til Store Ree, og har framleis sjansen til å bli den nye toppoksen.
Sparer tid og pengar
Til ei kvar tid står 600–700 oksar og ventar på Store Ree på å få nok døtrer til at Geno kan rekne ut ein endeleg avlsverdi. Men mat og stell kostar. Når Geno no tek i bruk genteknologi som hjelpemiddel i utveljinga, kan dei plukke ut gode og dårlege oksar tidlegare. Dei reknar med å kjøpe inn færre oksar og dermed spare pengar. På sikt kan dei òg korte ned ventetida.
– Vi har byrja med å kjøpe inn 300 oksekalvar i året i staden for 330, som vi gjorde før, seier Solberg.
– Men vi brukar like mykje pengar på genotypinga som vi sparar på å kjøpe inn færre oksar. Likevel aukar kvaliteten totalt på dei 300 og på dei 10–12 eliteoksane vi står att med til slutt. Om kvaliteten aukar berre med nokre få prosent, kan det likevel utgjere mykje i kroner og øre. Gentestinga blir dessutan stadig billegare.
Medan ein ved avkomsgransking får avlsverdiar som er frå 90 til 98 prosent sikre, gir genotyping i dag mellom 40 og 70 prosent sjanse for å treffe, avhengig av kva eigenskap det er snakk om. Derfor har ingen avlsselskap erstatta avkomsgranskinga fullt ut med genotyping, men fleire selskap både i Europa og USA har no kutta ut halvparten av avkomsgranskinga.
– Avlsverdiane vi reknar ut med genotypinga vil bli mykje sikrare etter kvart, seier Solberg, men medgir at det nok er mange år til dei kan konkurrere med avlsverdiane frå avkomsgranskinga.
Evig prosjekt
I hovudfjøset på Store Ree står òg nokre oksar av dei gamle rasane dølafe og vestlandsk fjordfe. Geno tek vare på dei for Norsk genressurssenter, tappar sæd og sender ut til dei bøndene som vil ha. Samanlikna med eliteoksane og jamvel ungoksane av Norsk Raudt Fe er dei smale over ryggen og små som kalvar, enda dei er fullvaksne. Her ser vi kva systematisk avl har ført til sidan 1935, da dei tok til å krysse gamle norske kurasar med finsk Ayrshire og svensk raudkolle for å få fram Norsk Raudt Fe. Og avlsarbeidet held fram, no med gentesting som nytt verktøy.
