Sono state pubblicate due nuove linee guida dell’ICAR: “Recording Feed Intake for Genetic Evaluation” (Sezione 19) e “Methane Emission for Genetic Evaluation” (Sezione 20).

L’uso diffuso di informazioni genomiche nei programmi di allevamento dei bovini da latte ha offerto l’opportunità di selezionare per l’ingestione e per l’efficienza di utilizzo degli alimenti. Questo perché gli animali delle stalle sperimentali possono essere utilizzati come popolazione di riferimento per calibrare un’equazione di previsione genomica, che viene quindi utilizzata per prevedere i valori genetici per i candidati per la selezione in base al loro genotipo. I fenotipi per l’ingestione, tuttavia, sono ancora un importante fattore limitante per ottenere valori genetici ad alta precisione ed eseguire analisi genetiche per l’ingestione. Sulla base delle esperienze acquisite attraverso diverse iniziative, ICAR mette a disposizione delle nuove linee guida per la registrazione e la gestione dei dati relativi all’ingestione per le valutazioni genomiche e genetiche.

L’aumento della produzione di latte attraverso la gestione e la genetica ha notevolmente migliorato l’efficienza di utilizzo degli alimenti e ridotto i costi per unità di prodotto negli ultimi decenni. Tuttavia, i sistemi di produzione del latte sono anche associati a costi ambientali (Baskaran et al., 2009). Le emissioni di metano (CH4) associate alla fermentazione microbica del rumine contribuiscono infatti sia alle emissioni globali di gas a effetto serra (GHG), sia a una perdita evitabile di energia che potrebbe altrimenti essere diretta nella produzione di latte. Il settore zootecnico è responsabile del 14,5% delle emissioni di gas effetto serra globali (Gerber et al., 2013) e i bovini da latte rappresentano il 18,9% di queste emissioni, principalmente sotto forma di emissioni enteriche di CH4 (van Middelaar et al., 2014).

Il metano è un gas serra con un potenziale di riscaldamento globale superiore di 28 volte rispetto a quello della CO2 (Myhre et al., 2013). Il metano emesso dai ruminanti viene generato durante la fermentazione microbica nel rumine e nell’intestino (CH4 enterico) e dalla fermentazione del liquame. Il metano enterico contribuisce all’80% delle emissioni di CH4 da parte dei ruminanti mentre la fermentazione dei liquami contribuisce per il 20%. Il CH4 enterico rappresenta il 17% delle emissioni globali di CH4 e il 3,3% delle emissioni totali globali di gas a effetto serra prodotte dalle attività umane (Knapp et al., 2014). Vi è quindi un interesse di ricerca significativo per trovare modi per ridurre le emissioni enteriche di CH4 da parte dei ruminanti.

I ruminanti hanno un sistema digestivo capace di digerire efficacemente i materiali vegetali. Come la maggior parte dei mammiferi, i ruminanti sono privi di per sè dell’enzima cellulasi, necessario per rompere i legami beta-glucosio nella cellulosa, ma ospitano diverse popolazioni di microbi nel rumine che possono digerire la cellulosa e altri componenti vegetali. Quando batteri, protozoi e funghi presenti nel rumine fermentano carboidrati e proteine ​​dei materiali vegetali, producono acidi grassi volatili, principalmente acetato, propionato e butirrato. Le diete ad alto contenuto di fibre favoriscono la sintesi di acetato. La sintesi di acetato e butirrato è accompagnata dal rilascio di idrogeno metabolico che, se lasciato accumularsi nel liquido del rumine, ha effetti negativi sulla crescita microbica e sulla digeribilità degli alimenti (Janssen, 2010). Gli archaea del rumine sono microrganismi che combinano idrogeno metabolico con CO2 per produrre CH4 e acqua. Svolgono quindi un ruolo vitale nella protezione del rumine dall’eccesso di idrogeno metabolico e il CH4 che generano è un prodotto inevitabile della fermentazione del rumine.

Sono stati definiti numerosi fenotipi CH4 (Hellwing et al., 2012). Il più utilizzato è la produzione di CH4 (MeP) in litri o grammi al giorno. Il tratto relativo alla produzione di CH4 è fortemente correlato con l’ingestione (Basarab et al., 2013; De Haas et al., 2017) e quindi con la produzione di latte. Il valore economico dell’assunzione giornaliera di sostanza secca e delle relative emissioni di metano nei bovini da latte ha dimostrato che l’aumento dell’efficienza alimentare di un’unità (ovvero 1 kg di DMI convertito in modo più efficiente durante la prima lattazione della vacca) si traduce in un risparmio complessivo nel corso della vita della bovina di 3,23 kg in DMI e 0,055 kg in metano (Richardson et al., 2019). La performance alimentare è stata definita come un aumento di 1 kg di alimenti utilizzati in modo più efficiente in una bovina alla prima lattazione. Questi risultati mostrano non solo l’esistenza di un rapporto tra DMI e produzione di CH4, ma anche il rapporto economico tra questi tratti. La persistenza della lattazione è risultata essere positivamente associata con una maggiore efficienza alimentare e una riduzione della produzione di metano. L’efficienza alimentare era associata a una minore intensità delle emissioni di metano.

L’efficienza alimentare e le emissioni di metano possono essere migliorate selezionando per i bovini da latte più piccoli e con una maggiore persistenza della lattazione. Questi due aspetti possono essere ulteriormente migliorati attraverso la gestione del body condition score ed estendendo le lattazioni oltre la lunghezza convenzionale di 305 giorni (Seymour, 2019). Secondo Ellis et al. (2007), il DMI ha previsto il MeP con un R2 di 0,64 e l’assunzione di ME (MJ/d) ha previsto il MeP con un R2 di 0,53 per i bovini da latte. Definizioni alternative del fenotipo includono l’intensità di CH4 (MeI), definita come litri o grammi di CH4 per kg di latte, e la resa di CH4 (MeY), definita come litri o grammi di CH4 per kg di assunzione di sostanza secca (DMI) (Moate et al., 2016). La produzione residua di CH4 (RMP) è calcolata come osservato meno la produzione di CH4 prevista (Herd et al., 2014, Berry et al., 2015), con valori previsti basati su fattori come la produzione di latte, il peso corporeo e l’ingestione. Al momento, non è chiaro quale di questi fenotipi utilizzare; ma è importante monitorare le associazioni tra il fenotipo CH4 scelto e gli altri tratti importanti per l’obiettivo genetico (ad es. produzione, fertilità, longevità) per evitare conseguenze sfavorevoli. Berry e Crowley (2012) descrivono i vantaggi e le limitazioni dei “ration traits”. Ad esempio, poiché i tratti riguardanti l’efficienza alimentare sono una combinazione lineare di altri caratteri, non è consigliabile includerli in un indice “net merit” complessivo, il che costituisce una chiara limitazione. Per tutte le applicazioni è necessario misurare singolarmente l’emissione di CH4 di ciascun animale. Le linee guida proposte dall’ICAR hanno lo scopo di fornire uno strumento utile per fare le scelte giuste.

Anche se modifiche nella dieta e l’utilizzo di additivi alimentari possono essere efficaci strategie di mitigazione delle emissioni di CH4 (Beauchemin et al., 2009; Martin et al., 2010; Hristov et al., 2013), i loro effetti dipendono dall’uso continuato di una dieta o di un additivo particolari. Inoltre, sono stati rilevati problemi con l’adattamente agli additivi dei microbiomi del rumine. Le comunità batteriche del rumine sono altamente dinamiche dopo un cambio di dieta (Bainbridge et al., 2016). Al contrario, selezionare per ridurre le emissioni di CH4 dovrebbe comportare una riduzione permanente e cumulativa delle emissioni (Wall et al., 2010). Diversi studi hanno dimostrato che le emissioni di CH4 dei ruminanti hanno una componente genetica, con ereditabilità nell’intervallo 0,20-0,30 (de Haas et al., 2011; Donoghue et al., 2013; Pinares-Patiño et al., 2013, Kandel et al ., 2014A, B; Lassen e Lovendahl, 2016; López-Paredes et al. 2020). La selezione per la riduzione delle emissioni di CH4, da sola o insieme ad altre strategie di mitigazione, potrebbe quindi essere efficace nel ridurre l’impatto ambientale dell’allevamento del bestiame e, possibilmente, anche nell’aumentare l’efficienza alimentare. Un simile sistema di selezione richiederebbe, come punto di partenza fondamentale, misure accurate delle emissioni individuali di CH4 su larga scala. Diverse tecniche sono state sviluppate per la misurazione delle emissioni di CH4 dai ruminanti, con vari gradi di precisione (vedi le review di Cassandro et al., 2013 e Hammond et al., 2016A), ma misurazioni individuali di routine su larga scala (un requisito per la selezione genetica) si sono rivelate difficili da ottenere e costose da misurare (Pickering et al., 2015; Negussie et al., 2016). Pertanto, identificare i proxy (ovvero indicatori o tratti indiretti) correlati alle emissioni di CH4, che sono facili e relativamente economici da registrare su larga scala, sarebbe una gradita alternativa. I proxy potrebbero essere meno precisi, ma potrebbero essere misurati ripetutamente per ridurre il rumore casuale e in popolazioni molto più grandi.

Le nuove linee guida descrivono i metodi per misurare il CH4, che vengono confrontati tra loro con un’enfasi speciale sulla valutazione genetica dei bovini da latte.

Le linee guida ICAR sono disponibili integralmente qui: www.icar.org/index.php/icar-recording-guidelines/

 

 

Fonte: ICAR