Uno studio dei parametri genetici e analisi genomica nella Pezzata Rossa Italiana.

La chetosi rappresenta uno tra più frequenti disturbi metabolici nell’allevamento bovino da latte. Si presenta specialmente durante il periodo di transizione, che va dalla fase finale della gestazione alla prima parte della lattazione, ed è legata ad un incremento dei corpi chetonici circolanti nel sangue (iperchetonemia). Durante tale periodo la bovina si trova in uno stato di bilancio energetico negativo a causa di un incremento del fabbisogno energetico necessario per lo sviluppo del feto, e in seguito per la produzione del latte, (Ranaraja et al., 2018) e di una contemporanea riduzione della capacità di ingestione degli alimenti. Per far fronte al fabbisogno energetico vengono mobilizzate le riserve corporee; aumenta la lipolisi, specialmente nel tessuto adiposo, con liberazione degli acidi grassi dai trigliceridi. Gli acidi grassi non esterificati (NEFA) immessi nel circolo ematico possono essere impiegati come fonte energetica oppure essere assorbiti dal fegato (circa il 20%). Proprio in questa sede la loro non completa ossidazione, dovuta all’incremento della loro concentrazione e alla concomitanza di altre reazioni metaboliche (gluconeogenesi), porta alla formazione e alla seguente circolazione ematica di elevate quantità di corpi chetonici: acetoacetato, β-idrossibutirrato (BHB) e acetone. Questo stato di iperchetonemia è stato messo in relazione con effetti negativi sullo stato di salute degli animali, sul sistema immunitario e sulla produzione di latte (McArt et al., 2013), con un aumento della probabilità di sviluppare altri disturbi come metriti e mastiti (Suthar et al., 2013), nonché con una riduzione della fertilità (Ospina et al., 2010). La chetosi, pertanto, è responsabile di rilevanti perdite economiche per le aziende.

Il gruppo di lavoro, costituito da ricercatori delle Università degli Studi di Sassari, Torino e UGA (Georgia, USA), ed in collaborazione con l’associazione nazionale allevatori della Pezzata Rossa Italiana (ANAPRI), ha condotto uno studio finalizzato alla valutazione della possibilità di includere la concentrazione di BHB del latte (quale indicatore di chetosi) negli schemi di selezione di questa razza. Nello studio sono stati messi a confronto due approcci di stima del valore genetico: quello tradizionale, basato sulle informazioni di pedigree, e quello genomico. È stato inoltre eseguito uno studio di associazione genome-wide (GWAS) al fine di individuare eventuali marcatori, e quindi i geni candidati mappati nelle loro vicinanze, che fossero significativamente associati alla concentrazione di BHB nel latte. Sono stati analizzati i dati relativi a 70 984 controlli funzionali giornalieri (TD) di produzione e composizione (compreso il BHB) del latte nei primi 90 giorni di lattazione di 30 461 vacche nate tra il 2008 e il 2018. Per una parte delle bovine (9 123) era disponibile il dato della genotipizzazione con una piattaforma SNP a media densità (42 152 marcatori).

Come ipotizzato, l’approccio genomico ha fornito migliori accuratezze nella stima dei valori genetici rispetto all’uso del pedigree. Invece i due approcci hanno mostrato risultati simili per le stime di ereditabilità e correlazioni genetiche. L’ereditabilità del BHB è risultata essere relativamente bassa (0.10±0.01) ma in linea con precedenti lavori condotti in Italia, Canada e Korea su vacche di razza Holstein (Koeck et al., 2014; Benedet et al., 2018; Ranaraja et al., 2018). Interessanti indicazioni sono emerse dalle analisi delle correlazioni genetiche: in accordo con precedenti osservazioni, sono state osservate correlazioni genetiche positive con la produzione del latte e negative con le concentrazioni di grasso e proteine; tale risultato può trovare spiegazione nella più elevata incidenza del bilancio energetico negativo nelle bovine ad alto rendimento, caratterizzate da elevate produzioni e basse concentrazioni di grasso e proteine (McCarthy et al., 2010). Un altro interessante risultato è rappresentato dalla correlazione genetica negativa del BHB con il lattosio. Questo zucchero, in particolare la diminuzione della sua concentrazione nel latte, è considerato uno degli indicatori di mastite nelle bovine. La negativa correlazione genetica tra i due indicatori (BHB e lattosio) suggerisce come una selezione genetica indirizzata ad incrementare la resistenza ai disturbi metabolici (i.e., chetosi) nelle bovine da latte, possa portare, indirettamente, alla selezione per una più elevata sanità della mammella. Interessante risulta anche la correlazione genetica positiva tra BHB e il rapporto grassi:proteine (0.13±0.07). Tale rapporto, infatti, viene spesso considerato un importante indicatore del bilancio energetico, e può essere dunque utilizzato nel riconoscimento della chetosi subclinica.

Per quanto concerne lo studio  GWA, l’analisi ha messo in evidenza la presenza di una regione sul cromosoma 20 legata alla variazione della concentrazione del BHB nel latte, in accordo con quanto emerso in un recente studio su vacche Holstein (Nayeri et al., 2019); in particolare il gene mappato nelle vicinanze del marcatore più strettamente associato al BHB (Inorganic Pyrophosphate Transport Regulator: ANKH) è stato messo in relazione con la concentrazione di lattosio e proteine nel latte (Costa, Schwarzenbacher, et al., 2019; Lopdell et al., 2017; Sanchez et al., 2019). In considerazione del fatto che sia il contenuto proteico del latte che il rapporto grasso:proteine (al pari del BHB) sono indicatori di dismetabolie, si può ipotizzare che il gene individuato possa influenzare, indirettamente, la concentrazione di BHB.

In conclusione, il lavoro ha messo in evidenza come la concentrazione di BHB possa essere inclusa nei programmi di selezione genetica della Pezzata Rosa Italiana, anche in considerazione del fatto che, viste le correlazioni genetiche, questo non comporterebbe effetti negativi sulla produzione e composizione del latte. Un forte segnale sul cromosoma 20, emerso dallo studio di associazione genomica, suggerisce la presenza in quella zona del DNA di geni indirettamente responsabili della variazione del BHB del latte che meritano ulteriori e più approfondite analisi.

La presente nota è una sintesi del seguente articolo scientifico pubblicato sul Journal of Animal Breeding and Genetics dove è riportata tutta la letteratura citata: Laura Falchi, Giustino Gaspa, Alberto Cesarani, Fabio Correddu, Lorenzo Degano, Daniele Vicario, Daniela Lourenco, Nicolò P.P. Macciotta. 2021. Investigation of β-hydroxybutyrate in early lactation of Simmental cows: Genetic parameters and genomic predictions. Journal of Animal Breeding and Genetics, 00:1–11 https://doi.org/10.1111/jbg.12637.

 

 

Autori

Giuseppe Conte, Alberto Stanislao Atzori, Fabio Correddu, Antonio Gallo, Antonio Natalello, Sara Pegolo, Manuel Scerra – Gruppo Editoriale ASPA