De ‘hoogtemaat’ bij koeien wordt beïnvloed door een groot aantal genen. Op dat punt lijken koeien op mensen; ook bij de mens wordt de lengte door veel genen beïnvloed.
Bij hondenrassen daarentegen zijn verschillen in hoogtemaat te herleiden tot een beperkt aantal genen. Dit blijkt uit een grote internationale meta-analyse van data van meer dan 50.000 koeien, uitgevoerd door onderzoekers Aniek Bouwman en Roel Veerkamp van Wageningen University & Research samen met een groot internationaal consortium, 1000 Bull Genomes. De resultaten zijn gepubliceerd in Nature Genetics van 19 februari 2018.
Rund versus mens en hond
Bij hondenrassen heeft een sterke selectie op uiterlijk plaatsgevonden om zo typische rassen te creëren, zoals de grote Deense Dog en de kleine Jack Russel. Deze sterke selectie heeft ingespeeld op een beperkt aantal genen met een groot effect op hoogtemaat. Dit verklaart waarom onderzoekers een beperkt aantal genen vinden die de verschillen in grootte tussen hondenrassen verklaren. Studies naar de lengte van de mens laten zien dat onze lengte een complex kenmerk is. Onderzoekers kunnen tot nu toe maar zo’n 16 procent van de genetische verschillen herleiden tot specifieke varianten op het DNA.
‘Onze grote meta-analyse van data van runderen laat zien dat de genetische achtergrond van hoogtemaat bij runderen vergelijkbaar is met die van lengte bij de mens’, zegt Aniek Bouwman. In het totaal werden 163 significante DNA varianten gevonden die minder dan 14 procent van de genetische verschillen in hoogtemaat verklaren binnen de onderzochte runderrassen.
Deze verschillen tussen honden enerzijds en mensen en runderen anderzijds zijn volgens de onderzoekers te verklaren door verschillen in selectie op hoogtemaat. Hondenrassen zijn ontstaan door selectie op rastypische kenmerken, zoals extreme afmetingen, terwijl bij mensen geen (bewuste) selectie voor lengte heeft plaatsgevonden. Bij runderen is selectie gericht op vele verschillende kenmerken en een optimale hoogtemaat. Dat zien we terug in de variatie die nog aanwezig is binnen het DNA, en maakt runderen meer vergelijkbaar met de mens.
De meeste van de gevonden DNA-varianten waren al aanwezig voor de domesticatie van runderen. Dit maakt het zeer waarschijnlijk dat de genen die betrokken zijn bij de hoogtemaat voor runderen ook een rol spelen bij de hoogtemaat van andere zoogdieren. Een deel van de betrokken genen bij runderen, zijn dan ook gevonden in studies naar hoogtemaat bij honden en mensen.
Betekenis voor de fokkerij
Deze grote studie met data van meer dan 50.000 runderen bevestigt dat hoogtemaat, en waarschijnlijk ook andere complexe kenmerken zoals vruchtbaarheid en productie, maar deels te verklaren zijn aan de hand van individuele genen. Veel moderne technieken, zoals gene editing zijn juist effectief voor kenmerken bepaald door één of enkele genen, zoals hoornloosheid. De resultaten van dit onderzoek illustreren dan ook de beperkingen van gene editing als methode voor verbetering van complexe kenmerken.
‘Gelukkig is de fokkerij niet afhankelijk van een beperkt aantal genen. Door middel van statistische voorspellingsmodellen en duizenden DNA-merkers over het hele genoom kan ongeveer 75 procent van de genetische variatie verklaard worden. Dit grootschalige onderzoek naar hoogtemaat bij runderen levert kennis op om nog betere modellen te ontwikkelen voor genomische voorspellingen van complexe kenmerken’, aldus onderzoeker Roel Veerkamp.
Die nieuwe modellen zijn volgens hem belangrijk in situaties waar genomische voorspelling nog niet betrouwbaar genoeg is. Bijvoorbeeld voor kenmerken die te kostbaar zijn om op grote schaal te meten, zoals voeropname of gezondheid van individuele koeien. Of bijvoorbeeld voor traditionele rassen waarbij de populatie beperkt is, zoals de Blaarkop en Maas-Rijn-IJsselrunderen. Daarnaast helpen de resultaten ook om de genomische modellen te verbeteren bij andere soorten, zoals varkens, kippen en zelfs planten of mensen.
Het onderzoek is gefinancierd met subsidie van het ministerie van Economische Zaken via de publiek-private samenwerking Breed4Food en Europese subsidie voor kennisuitwisseling tussen Europa en Oceanië. Hoogtemaat en DNA gegevens van runderrassen vanuit Nederland zijn afkomstig van de coöperatieve veeverbeteringsorganisatie CRV.
