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Eine einzigartige tierische Keimplasma-Sammlung erreicht einen wichtigen Meilenstein

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Als die Samenprobe vom Duroc Wildschwein - einer Hausschweinrasse - in diesem Frühjahr in Fort Collins, Colo. ankam, blieb sie weitgehend unbemerkt. Aber die Wissenschaftler und Mitarbeiter der Nationalen Tierkeimplasma-Sammlung des Agrarforschungsdienstes wussten, dass sie einen Meilenstein erreicht hatten.

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Der Ebersamen war die millionste Probe von tierischem Keimplasma, die in der Einrichtung ankam, die 1999 ihren Betrieb aufnahm. "Es war ein ziemlich großer Moment für uns", sagt der Genetiker Harvey Blackburn, der das ARS National Animal Germplasm Program mit Sitz in Fort Collins leitet.

Die ARS-Kollektion ist die größte ihrer Art weltweit und soll sicherstellen, dass den Züchtern genügend genetische Vielfalt zur Verfügung steht, um den sich ändernden Bedürfnissen der Landwirte und Viehzüchter gerecht zu werden, die einen Großteil unserer Nahrungsversorgung decken. Nur mit einer so vielfältigen Sammlung von genetischen Ressourcen, die für die Zucht zur Verfügung stehen, können Landwirte und Viehzüchter auf die potenziellen Bedrohungen durch neue Krankheiten, invasive Schädlinge, Krankheiten und Fruchtbarkeitsprobleme reagieren. Produzenten und Züchter müssen auch in der Lage sein, auf sich ändernde Verbraucherwünsche zu reagieren.

Die Sammlung besteht aus Proben von Spermien, Embryonen und Geweben (z.B. Eierstöcke und Blut) von 167 Rassen (36 Arten) von Haustieren wie Rindern, Schweinen, Hühnern und Schafen sowie von gezüchteten Wasserarten wie Wels, Forelle, Lachs und Austern. Es umfasst auch weniger verbreitete domestizierte Arten wie Bison, Elch und sogar Yaks. Die Million Proben wurden im Laufe der Jahre freiwillig von etwa 3.500 Tierzüchtern, Universitäten und in einigen Fällen auch privaten Unternehmen, die genetische Ressourcen für Rinder, Schweine, Geflügel und Forellen vermarkten, an Fort Collins geschickt, sagte Blackburn. Die meisten Samenproben von Rindern werden kryogen konserviert. Sperma von Schweinen, Widdern, Ziegen und Fischen kommt oft frisch an und wird im Labor verpackt und kryokonserviert.

Warum eine solche Sammlung aufbauen?

Es ist ein wertvolles Werkzeug für die Erforschung tierischer Genome und wird, wenn angebracht, verwendet, um Nutztiere und Wassertiere wieder in lebende Populationen einzuführen, sagte Blackburn. Es ist auch billiger, tierisches Keimplasma zu lagern, als lebende Populationen zu erhalten. Die Samen- und Embryonenproben, von denen einige der Entnahme vorausgehen, werden seit den 1950er Jahren in flüssigem Stickstoff bei minus 300° F gelagert, einer Temperatur, die kalt genug ist, um alle biologischen Prozesse zu stoppen und sie im Wesentlichen in "suspendierte Animation" zu versetzen, fügte Blackburn hinzu.

Forscher sagen, dass die Sammlung für ihre Arbeit unerlässlich ist: "Unser Projekt wäre ohne die Sammlung nicht möglich gewesen", sagte Chad Dechow, ein außerordentlicher Professor für Genetik von Milchvieh an der Penn State University. Er nutzte die Kollektion, um Holsteiner Nachkommen von Bullen aus der Zeit von 1950 zu produzieren, deren genetische Variabilität in der lebenden Bevölkerung nicht mehr vorhanden ist

Holsteins sind für die Milchwirtschaft des Landes von entscheidender Bedeutung, aber die Zucht nach bestimmten Merkmalen, wie z.B. der Milchproduktion, die in den 1950er Jahren begann, hat die genetische Vielfalt der Rasse eingeschränkt, was es schwierig macht, neuere Probleme wie Unfruchtbarkeit anzugehen. Die Zucht von Holsteinen mit DNA aus älteren Linien, die in der Sammlung gespeichert wurden, sollte die genetische Vielfalt von Holsteinen wieder auffüllen und den Züchtern bessere genetische Werkzeuge an die Hand geben, um die Herausforderungen der heutigen Zeit anzugehen, sagte Dechow

"Als wir in den 1950er und 60er Jahren mit der künstlichen Besamung von Rindern begannen, schienen bestimmte Eigenschaften nicht wertvoll zu sein, aber unsere Selektionsziele werden sich mit der Zeit immer ändern. Die Sammlung stellt sicher, dass wir über die genetischen Ressourcen verfügen, die wir benötigen, um diese Ziele zu erreichen", sagte er.

Blackburn schätzt, dass er und seine Kollegen in den letzten 10 Jahren etwa 6.000 Proben an Wissenschaftler, Forscher und Züchter geschickt haben. Zusammen mit dem Holstein-Projekt von Dechow haben Wissenschaftler Proben für eine Vielzahl von Arbeiten verwendet, darunter die Untersuchung der Fleischqualität bei Schweinen und die Behandlung einer tödlichen Genmutation, die Angus-Rindfleisch lähmen und töten kann.

Es gibt 128 Tiergenbanken auf der Welt, aber die USDA-Sammlung ist laut der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen bei weitem die größte. Die Sammlungen der Niederländer und Franzosen sind die nächstgrößeren, wobei jede von ihnen etwa eine halbe Million tierische Keimplasma-Proben aufweist.

"Es ist eine umfassende Ressource und bietet eine wichtige Unterstützung für die Ernährungssicherheit der Nation", fügte Blackburn hinzu.