Temperatur-Luftfeuchte unabhängige genomische und phänotypische Vorhersage von Hitzetoleranz bei Milchkühen mittels innovativer und integrativer Strategien unter Berücksichtigung von Milchspektraldaten

• Antragsteller: Professor Dr. Sven König
• Fachliche Zuordnung: Tierzucht, Tierernährung, Tierhaltung
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 511669534

Hitzestress (HS) ist eine große Herausforderung für den gesamten Milchsektor. Daher evaluierten eine Vielzahl von Studien insbesondere unter Leitung von UGI and ULiège den Einfluss von HS. Eine beträchtliche Schwachstelle der bisher durchgeführten Studien ist die Modellabhängigkeit von Temperatur-Luftfeuchte-Indizes (THI). Diese Vorgehensweise impliziert, dass individuelle Reaktionen auf den THI bekannt sein müssen. Weiter ist nicht klar, ob solche Reaktionen einer Kuh überhaupt HS bedingt sind. ULiège, UGI and CRA-W verwendeten in vorangegangen Studien mittlere Infrarot Spektraldaten der Milch (MIR) zur Ableitung von Merkmalen und Vorhersage von Merkmalsreaktionen. Die Ziele der Studie sind daher i) die Berücksichtigung von innovativen und integrativen Strategien um den HS Status von Tieren zu validieren, die nach THI basierter Methodik vorselektiert wurden, ii) deren HS Status basierend auf MIR Daten zu kalibrieren, iii) die diesbezüglichen monatliche MIR Datenerhebung auf engmaschige Nahinfrarot-Messungen (NIR) unter Praxisbedingungen auszudehnen und iv) THI unabhängige phänotypische und genetische Vorhersagen für Hitzetoleranz zu machen. Zur diesbezüglichen Realisierung wurden 6 aufeinander abgestimmte Arbeitspakete definiert. AP 1 verwendet die vorhandenen umfangreichen Datensätze von UGI and ULiège zu neuen Merkmalen, Genotypen und Klimadaten in Mehrmerkmalsansätzen zur Identifizierung von heterogenen Herden mit resilienten und anfälligen Kühen in Bezug zu THI. Die selektierten Kühe werden in AP 2 für tiefgreifende Phänotypisierungen insbesondere unter Berücksichtigung von MIR und NIR verwendet. Im genomischen AP 3 wird für eine Unterstichprobe an Kühen eine Vollgenomsequenzierung durchgeführt. Die sequenzierten Kühe sind die Datenbasis für GWAS und Genannotationen, deren Ergebnisse zur Auswahl der relevanten Chromosomensegmente in Genexpressionsstudien einfließen. AP 4 ist eine Weiterentwicklung der Mehrmerkmalsansätze unter Berücksichtigung der neuen Merkmale aus AP 2 und der Genexpressionen mit dem Ziel, einen übergeordneten THI-unabhängigen HS Status der Tiere zu definieren. Im AP 5 erfolgen genetische und genomische Assoziationsstudien für den THI-unabhängigen HS Status mit der Schätzung von additiv genetischen und Dominanzeffekten als auch der Validierung des THI-unabhängigen HS Status mit THI-abhängigen Kriterien. Alle zuvor geschätzten Parameter sind Input in AP 6 um mittels integrativer Analysen genomische und phänotypische Vorhersagen für Hitzetoleranz durchzuführen. Der erwartete Output betrifft wissenschaftliche und praktische Innovation wie die Generierung neuartiger Phänotypen, annotierte Kandidatengene, Validierungen für Referenzdatensätze, frühzeitige Möglichkeiten der Selektion und die Entwicklung von Hitzestressfrühwarnsystemen. Der länderübergreifende Ansatz basierend auf den gemeinsamen Datensätzen und der Expertise von UGI and ULiège bzgl. HS Studien ist unabdingbar für ein derart ambitioniertes Forschungsvorhaben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Belgien
• Partnerorganisation: Fonds National de la Recherche Scientifique - FNRS
• Kooperationspartner: Professor Dr.-Ing. Nicolas Gengler