Novatoriskas pieejas izstrāde, lai identificētu bioloģiskos noteicošos faktorus, kas saistīti ar dzīvnieku barības efektivitātes atšķirībām aitkopībā

Projekta pirmajā ceturksnī ir sagatavoti visi projekta realizēšanas dokumentācija, tai skaitā noslēgts sadarbības līgums starp LU un projekta partneriem LLU. Ir novadītas abu projektu sadarbības pušu komandu tikšanās, lai pārrunātu projekta gaitu. Kā arī ir izsludināta cenu aptauja par aitu asins paraugu bioķīmisko analīzi, kas ir veiksmīgi noslēgusies ar noslēgtu līgumu.

Jau ir uzsākta aitu jēru nobarošanas Latvijas Aitu asociācijas stacijā Klimpas. Pirmie 6 asins paraugu komplekti ir nogādāti LU un LLU laboratorijās DNS un RNS izdalīšanai, kā arī uz bioķīmisko analīzi, kuras pirmie rezultāti ir saņemti un ievadīti datu bāzē.

Tiek precizēta informācija par projektā plānoto aitu gēnu sekvencēm un struktūru, lai sagatavotos Jaunās paaudzes sekvencēšanas (NGS; New generation sequencing) procesam un RNS ekspresijas analīzei.

Ir sniegta pirmā prezentācija par projektu LU konferences Bioloģijas institūta sēdē. Prezentācijā tika sniegts ieskats sagaidāmajos rezultātos un veidota diskusija ar klātesošajiem par sagaidāmo rezultātu nozīmīgumu.

Projekta otrajā ceturksnī turpinās jaunu jēru nobarošana aitu audzēšanas stacijā. Līdz ceturkšņa beigām ir izveidota aitu paraugu kolekcija ar 31 paraugu, kam ir veikta bioķīmijas analīze un izdalīts DNS un RNS.

Ceturkšņa sākumā ir saņemti pilnībā pirmo sešu asins paraugu komplektu pilnīga bioķīmiskā analīze. Tā rezultātā ir secināts, ka bioķīmiskās analīzes rezultāti ir kā plānoti katram dzīvniekam. Paralēli bioķīmisko analīžu rezultātu saņemšanai, tika analizēta zinātniskās publikācijas un specifiskā literatūra, lai sagatavotu analizēto bioķīmisko lielumu sagaidāmos diapazonus un normas.

Projekta dalībnieki turpina veidot zinātnisko publikāciju bibliotēku, ko varēs izmantot publikāciju un prezentāciju sagatavošanai.

Tiek turpināts darbs pie NGS un RNS ekspresijas protokolu sagatavošanas, reaģentu cenu apzināšanas un darba procesa sagatavošanu.

Sadarbībā ar Illumina darbiniekiem ceturkšņa ietvaros ir izveidots amplikonu saraksts, lai projekta ietvaros veiktu Jaunās paaudzes sekvencēšanu un aptvertu 99,18% no plānotajiem 10 gēnu reģioniem. Paralēli ir sākts iepirkuma līguma sagatavošana/noslēgšana ar Illumina, lai realizētu paredzētos uzdevumus.

Ceturkšņa sākumā projekta vadītāja Ilva Trapiņa piedalījās kā klausītāja Pasaules kongresā par lopkopības ģenētiku (World Congress on Genetics Applied to Livestocks Production).

Projekta trešajā ceturksnī turpinās jaunu jēru nobarošana aitu audzēšanas stacijā. Līdz ceturkšņa beigām ir izveidota aitu paraugu kolekcija ar 76 paraugiem, kam ir veikta bioķīmijas analīze un izdalīts DNS un RNS. Šie paraugi veido pilnu 1. gada kolekciju, jo nobarošanas stacijā ir pabeigta nobarošana. Papildus tika nolemts, ka atlikušajos 24 paraugos tiks apkopoti asins paraugi no teķiem (aitu tēviņiem) un jēriem no saimniecībām.

Bioķīmijas analīzes dati ir ietverti kopējā datu bāzē un veikta pirmējā apskates analīze, kurā secināts, ka viena hormona analīze turpmāk (sākot no 60 parauga) vairs nav vajadzīga.

Kā arī turpinās darbs pie galējā datu bāze nobarošanas datiem.

Tiek turpināts darbs pie RNS ekspresijas protokolu sagatavošanas, reaģentu cenu apzināšanas un darba procesa sagatavošanas.

Ir noslēgts sadarbības līgums ar Illumina un veikts pasūtījums, lai varētu veikt 10 gēnu sekvencēšanu pilnai pirmā gada kolekcijai.

Ir noslēdzies 2022. gada jeb projekta 1. gada kolekcijas grupas komplektēšana, ietverot grupā 76 nobarošanas jēru bioloģisko materiālu, kā arī papildus saņemot 14 nobarošanas jēru teķu ( kopumā grupā jēri ir no 22 teķiem) un 24 jērus (pus-sibus nobarošanas grupas jēriem) no saimniecībām.

Ceturkšņa sākumā tika veikts pasūtījums un saņemts sūtījums no Illumina ar projektā nepieciešamajiem reaģentiem 10 gēnu sekvencēšānai. Paralēli ir pabeigts DNS paraugu izdalīšana (kopumā pamatkolekcijā ir 76 paraugi) un to sagatavošana sekvencēšanai. Ir sākts darbs pie sekvencēšanas procesa: pirmais posms ir sekvencēšans bibliotēkas sagatavošana, kam rezultāti tiek plānoti 2023. gadā janvārī.

Ir izstrādāti RNS ekspresijas praimeri un protokoli, kā arī uzsākts RNS izdalīšana.

Saņemot informāciju no Latvijas Biozinātņu un tehnoloģijas universitātes (LBTU) kolēģiem par jēru nobarošanas mērījumiem, ir veikti pirmējie parēķini, lai noteiktu barības efektivitātes rādītāju sadalījumu starp jēriem, tos iedalot gan pēc šķirnes, gan pēc teķiem. Balstoties uz šiem aprēķiniem, tiek gatavotas jaunas prezentācijas (abstrakti) un publikācijas.

Ceturkšņa ietvaros projekta dalībnieki piedalījās XIX Baltic Animal Breeding Conference" Tartū, Igaunijā, ar mutisko prezentāciju “The difference of Latvian breed rams in terms of feed efficiency as an opportunity for genomic selection”, kurā tika prezentēti pirmie fenotipiskie un barības pārstrādes efektivitātes aprēķinu dati par projekta 2022. gada kolekcijas grupā ietvertajiem Latvijas Tumšgalves jēriem un to teķiem.

Kā arī ir iesniegts un saņemts apstiprinājums diviem abstraktiem uz “Biosystems Engineering 2023” konferenci maijā Tartū, Igaunijā. Uz abu abstraktu bāzes tiks veidotas zinātniskās publikācijas rakstu kopumam konferences ietvaros.

Ir saņemti 10 gēnu sekvencēšanas rezultāti, kuri ir sākti analizēt. Analīzes rezultātā tiks iegūta informācija par variabliem lokusiem gēnos un tie tiks analizēti saistībā ar jēru fenotipiskajiem rādītājiem. Viena gēna rezultāti ir izanalizēti lielākajā paraugu grupā jeb Latvijas tumšgalves jēriem.

Turpinās darbs pie 2022. gada kolekcijas paraugu RNS analīzēm.

Ir uzsākta 2023. gada jēru nobarošana un pirmo asins paraugu noņemšana, kurai paralēli ir veikta cenu aptauja un uzsākta līguma noslēgšana par asins bioķīmiskajām analīzēm.

Ir iesniegti divi abstrakti uz konferencēm “1st Central-Eastern European EAAP Regional Meeting” un “VIII Baltic Genetics Congress”. Abās konferencēs ir iesniegti zinātniskie dati par DNS analīzēm.

Ir iesniegti trīs abstrakti V Pasaules latviešu zinātnieku kongresam, norādot ne tikai iegūtos rezultātus, bet arī nozīmīgumu Latvijas tautsaimniecībai.

Projekta vadītāja piedalījās ar diviem ziņojumiem: “Report on the project's first year “Development of an innovative approach to identify biological determinants involved in the between-animal variation in feed efficiency in sheep farming”” un “Difference of Latvian dark-headed rams according to lamb fattening data and feed efficiency indicators” Latvijas Universitātes 81. zinātniskās konferences Bioloģijas institūta sēdē “Innovative and Applied Research in Biology”.

Ceturkšņa ietvaros ir iesniegtas divas zinātniskās publikācijas žurnālā “Agronomy”, kurā būs speciālais izlaidums konferencei “Biosystems Engineering 2023”.

Sadarbībā ar Latvijas Universitātes Statistiskas un matemātikas laboratoriju ir novadīts starp laboratoriju seminārs ar prezentāciju “Aitu barošanas efektivitātes rādītāju iedzimtības noteikšana ar dzīvnieku modeļiem”. Semināra mērķis ir paplašināt zināšanas un rast jaunu pieejamu prognozes algoritmu izstrādi.

Ceturkšņa ietvaros tiek pabeigts darbs pie NGS analīzes jeb ir izanalizēti visu 10 gēnu visu 76 pamatgrupas jēru sekvences. Kopumā 10 gēnos (5 visā sekvencē un 5 eksonu daļā) ir konstatēti 627 polimorfismi. Gandrīz puse no polimorfismiem ir konstatēti pilnīgā saistībā savā starpā jeb iegūtie rezultāti norāda uz pilnīgu nelīdzsvarotu saistību, bet atlikušie 328 lokusi ir novirzīti saistības analīzei ar barības efektivitātes rādītājiem, bioķīmijas rādītājiem un citiem nobarošanas procesā iegūtajiem rādītājiem.

Asociācijas jeb saistības analīze tiek veikta visiem paraugiem kopā un izdalot lielāko paraugu grupu jeb Latvijas tumšgalves jēru grupu. Viena gēna rezultāti ir izanalizēti un rezultāti tiek gatavoti publikācijai.

Turpinās darbs pie 2022. gada kolekcijas paraugu RNS un mitohondriāls DNS kopiju analīzēm.

Ir kopumā izveidota 2023. gada jēru kolekcija jau no 62 paraugiem, kuriem ir uzsākta DNS, RNS izdalīšana un veikta bioķīmiskā analīze.

Projekta dalībnieki ceturkšņa ietvaros piedalījās:

• VIII Baltic Genetics Congress ar stenda referātu par pirmajiem DNS analīzes rezultātiem.
• 1st Central-Eastern European EAAP Regional Meeting ar mutisko prezentāciju par pirmajiem DNS analīzes rezultātiem Latvijas tumšgalves šķirnes jēriem.
• Biosystems Engineering 2023 ar divām mutiskām prezentācijām par nobarošanas datiem.
• V Pasaules latviešu zinātnieku kongresā ar trīs stenda referātiem.

Ir publicētas divas WoSCC/Scopus raksti >=50% zinātniskās publikācijas:

• TRAPINA, D. Kairisa, N. Paramonova, Comparison of sire rams of the Latvian Dark-Head breed according to feed efficiency indicators as the beginning of genomic breeding research. Agronomy Research, 2023, 21(S2), 598–610. (Scopus: CiteScore 2021 – 2.0, SNIP – 0.667, SJR – 0.293) https://doi.org/10.15159/ar.23.030  .
• TRAPINA, D. Kairisa, N. Paramonova, Feed efficiency indicators and hormones related to nutrient metabolism in intensive fattened lambs of sire rams of different sheep breeds in Latvia. Agronomy Research, 2023, 21(S2), 611–622 (Scopus: CiteScore 2021 – 2.0, SNIP – 0.667, SJR – 0.293) https://doi.org/10.15159/ar.23.031  .

Ir sagatavots un iesniegts publicēšanai Latvijas Lopkopim popularzinātniskais raksts, kura publicēšana ir paredzēta 2023. gada augusta numurā.

Ceturkšņa ietvaros ir aizstāvēti divi kursa darbi, kuru ietvaros tika izmantoti dati no konkrētā projekta.

Ceturkšņa ietvaros ir pilnībā pabeigta 2023. gada jēru grupas izveide. Kopumā A23 jeb 2023. gada grupā ir nobaroti 92 jēri, kuriem ir paņemtas asinis priekš DNS un RNS izdalīšanas un bioķīmiskās analīzes. Attiecīgi sadarbības līguma ietvaros ir saņemti visi bioķīmiskās analīzes rezultāti.

Turpinās darbs pie 2022. gada kolekcijas paraugu RNS un mitohondriāls DNS kopiju analīzēm. Ir pabeigtas references gēna un 4 no 10 gēnu ekspresijas analīzes.

Pirmās grupas jeb A22 (2022. gada grupai) asociācijas analīze ir pilnībā pabeigta 7 no 10 gēniem. Pilnīga asociācijas analīze nozīmē, ka visiem konkrēto gēnu polimorfismiem, kuri tika novirzīti asociācijas analīzei, ir veikta saistību analīze ar 23 pazīmēm visu jēru grupā, izdalot Latvijas tumšgalves jērus. Tālākai analīzei jeb barības efektivitātes prognozes algoritma izveidei tiek virzīti tie polimorfismi, kuriem ir konstatēta statistiski ticama saistība ar kādu no barības efektivitātes rādītājiem vismaz vienā no analizētajām grupām. Šobrīd ir konstatēti vismaz 57 lokusi 7 gēnos, kuriem tiek izstrādātas genotipēšanas metodika.

Projekta dalībnieki ceturkšņa ietvaros piedalījās Latvijas aitu asociācijas rīkotajās Aitu dienās Rūjienā teķu konstroles nobarošanas stacijā Klimpas. Pasākumā tika prezentēti pirmie rezultāti, lai aitu audzētājiem skaidrotu projekta mērķi un iegūtos un plānotos rezultātus.

Kā arī projekta dalībnieki prezentēja trīs postera prezentācijas V Pasaules latviešu zinātnieku kongresā “Zinātne Latvijai”:

1. Analysis of feed efficiency of offsprings of sire rams of the Latvian dark-headed breed.
2. Analysis of feed cost and meat profit depending on the feed efficiency indicators in case of intensive fattening of Latvian dark-headed lambs.
3. Association of polymorphisms in CAST gene with feed efficiency indicators and other parameters of intensive fattening in Latvian dark-head sheep.

Žurnāla “Latvijas Lopkopis” augusta numurā (http://new.llkc.lv/lv/nozares/lopkopiba/zurnala-latvijas-lopkopis-augusta-numura-5 ) ir publicēts populārzinātniskais raksts, kurā tiek sniegts ieskats barības efektivitātes rādītājos un projekta pirmā gada Latvijas tumšgalves jēru rezultātos.

Ceturkšņa ietvaros ir uzsākts darbs pie jaunas zinātniskās publikācijas, kas sniegs ieskatu barības efektivitātes rādītāju ekonomiskajai nozīmei aitu audzēšanā. Ir plānots no konkrētā zinātniskā raksta veidot populārzinātnisko rakstu par to pašu tēmu.

Ceturkšņa ietvaros ir pilnībā pabeigts A22 jeb 2022. gada jēru DNS paraugu rezultātu asociācijas analīze visiem 10 gēniem. Ir konstatētas ap 110 polimorfismi, kuriem ir statistiski nozīmīga saistība ar kādu no septiņiem barības efektivitātes indikatoriem. Projekta viens no pamatmērķiem ir izveidot algoritmu, lai noteiktu barības efektivitātes līmeni uz aptuveni 6 mēnešu vecumu, pirms jērs ir sasniedzis šo vecumu.

Ņemot vērā projekta finanšu sadalījumu, tika pieņemts lēmums atlasīt katram indikātoram desmit (10) variācijas ar visaugstāko statistiski nozīmīgo saistību, lai veiktu A23 jeb 2023. gada jēru DNS genotipēšanu. Kopumā pēc rūpīgas atlases tika atlasītas 68 variācijas, kurām tika izstrādātas genotipēšanas metodikas, ņemot vērā gan projekta finansējumu, gan molekulārās iespējas. Attiecīgi tika veikti nepieciešamie iepirkumi un darbu plānojumi.

Pēc asociācijas analīzes pabeigšanas, statistiski nozīmīgajiem polimorfismiem ir uzsākta bioinformātiskā analīze, lai veidotu datu bāzi par konkrētajiem polimorfismiem. Šī datu bāze tiks izmantota zinātnisko publikāciju sagatavošanai.

No projekta sadarbības partneriem ir saņemta apkopota informācija par A23 jeb 2023. gadā nobarotajiem jēriem, lai informāciju varētu izmantot izstrādāto algoritmu pārbaudei. Visiem paraugiem ir veikti barības efektivitātes indikātoru aprēķini.

Ceturkšņa ietvaros ir pabeigta un iesniegta žurnālā Agricultural Economics zinātniskā publikācija par iespējamo ekonomisko nozīmīgumu barības efektivitātes indikatoru selekcijai.

Kā arī ir iesniegts un saņemts apstiprinājums diviem abstraktiem uz “Biosystems Engineering 2024” konferenci 2024. gada maijā Tartū, Igaunijā. Uz abu abstraktu bāzes tiks veidotas zinātniskās publikācijas rakstu kopumam konferences ietvaros.

Ceturkšņa beigās tika organizēta projektā iesaistīto pušu (LU un LBTU) pārstāvju tikšanās, lai pārrunātu jau sasniegtos rezultātus un pēdējā gadā veicamo darbu plānu, lai pilnībā sasniegtu izvirzītos mērķus.