Tilbake til søkeresultatene

FFL-JA-Forskningsmidlene for jordbruk og matindustri

Development of a metabolomic- and immunological platform as a precision phenotyping tool for selection of pigs with improved resilience

Alternativ tittel: Utvikling av metabolomikk- og immunologisk analyseplattform for avl på økt motstandsdyktighet og dyrevelferd hos gris

Tildelt: kr 3,8 mill.

I det internasjonale markedet for svinegenetikk har vi fokus på sykdomsresistens og robusthet i møte med miljøer som er ulik det norske miljøet. Produksjonsforholdene i Norge er svært lite krevende i global målestokk, og fravær av varmestress er en av dem, noe som indirekte kan forårsake begrenset internasjonalt vekstpotensiale for Norsvin. Grunnen til dette er at det er få stressituasjoner i norsk svineproduksjon og dermed vanskelig å måle egenskaper på dyret som er relatert til stresstoleranse og som kan inkluderes i avlsprogrammet. I dette prosjektet prøver vi ut nye strategier for å løse denne utfordringen. Nye biomarkører relatert til stressrespons vil bli analysert, i tillegg til å undersøke potensialet i å gjøre in vitro (laboratorium) sykdomstest på celler fra friske unge dyr. Hovedformålet er å finne nye måter for å evaluere dyrenes sykdom- og stressresponser, for deretter å kunne studere variasjonen mellom dyr med endelig mål om å implementere dette i avlsprogrammet. Blodprøver fra forsøksgrisene ble samlet på to tidspunkt, en ved introduksjon til testanlegg og en ved CT-skanning. Metabolom-analyser av blodet fra forsøksgrisene analyseres hos SINTEF i Trondheim, der målet er å finne metabolske markører for stress toleranse, sykdomsresistens og robusthet. Metabolom-analysen er utført med en kombinasjon av målrettet og ikke-målrettet analyse. Målrettet analyse inkluderer analyse av aminosyrer og nevrotransmittere/tryptofan-metabolitter. Ikke-målrettet analyse er til dels utført ved bruk av LC-MS men i hovedsak med ultra-høyoppløselig massespektrometri. Ultra- høyoppløselig massespektrometri gir en type fingerprint av metabolomet med tusenvis av metabolittsignaler der den gode massnøyaktigheten og høye oppløsningen i spektra gir muligheter for å identifiseres metabolittene med hjelp av bland annet matching mot databaser (som for eksempel human metabolome database (HMBD)). Multivariat dataanalyse er brukt for å sammenligne og gruppere disse komplekse spektra og for å koble sammen metabolomanalyser med annen informasjon som kan indikere robusthet. Parametrene som er valgt fordi de kan gi en indikasjon om grisenes robusthet og toleranse for stress og sykdom er blant annet «holdbarhet», variasjon i fôropptak og vektøkning over tid. Resultat for tryptofan-metabolisme indikerer at kynurenine er en mulig interessant markør. Resultatene fra både målrettet og ikke-målrettet analyse viser forskjeller mellom metabolome i første og andre prøvetidspunkt, hvor det ser ut til å være av betydning og se på nivåforandringene mellom prøvetidspunkter. Meta-analysene for de ultra-høyoppløselige spektraene er påbegynt, men ikke fullført foreløpig. En av årsakene til dette er at vi nå, noe forsinket på grunn av Covid-nedstengningen i mye av denne rapporteringsperioden, er i gang med å samle betydelig flere blodprøver for metabolomanalyser fra første prøvetidspunkt, dvs. ved innsett råneteststasjon. Denne aktiviteten er nå pågående og det samles inn blodprøver hver uke for forsendelse til Sintef, Trondheim. Målet vårt er å få metabolomdata fra 1000 griser, med tilhørende avlsdata fra dyret selv og slektninger. Dette vil gi oss ett svært godt datasett for en høyoppløselig data-analyse. I tillegg til dette ble noen av rånene, som ikke ble selektert til seminråner fra rånestestasjonen, slaktet rutinemessig og makrofager fra lungene ble i denne sammenhengen samlet inn etter slakt av disse individene. Cellene ble stresstestet med virussykdommen PRRSV ved Wageningen University i Nederland, men overlevelsen av cellene under transport viste seg å være for dårlig, som tidligere rapportert. Etter gjentatte forsøk på å få tilgang på en forsøkspopulasjon i Nederland, med norsk genetikk, har vi gitt opp denne delen av prosjektet dessverre. Dersom denne delen av prosjektet skal kunne gjennomføres må det bli med en virussykdom som kan studeres på lab i Norge.

-

The project is intended to lead to new phenotypes and models to create more resilient pigs, better adapted to the international market. Resilience is the ability of the animals to recover quickly from a wide range of disruptive challenges back to the original level of normal health, fertility, and production. According to this definition it is clear that in practice, measuring and then selecting for resilience in livestock is particularly challenging. This is even more challenging in the high health, and fortunate, environment present in Norway, where natural exposure to challenging conditions is limited. The underlying idea in this project is to fill main gaps that must be addressed to be able to breed properly for improved resilience. Norsvin has high ambitions for expansion on international markets. Sustainability and high animal welfare are fundamental elements of Norsvins breeding strategy that have helped to ensure that the ambitious international effort is well on the way to success. However, due to more incidences of diseases worldwide it is essential to develop breeding programs for selection of resilience in order to keep competiveness internationally and improve animal welfare in challenged environments. The main objective of this project is therefore to enhance the ability of pigs to resist and minimize the impact of disease by developing methods to select for disease and stress resilience in a high-health nucleus breeding populations. In this project our ambition is to address these issues by using novel state of the art metabolomic tools combined with immunologic methods and bioinformatics to examine blood plasma for potential novel and known metabolic and immunologic biomarkers, and their role related to resilience. Additionally, instead of direct disease challenge on pigs, the macrophages from blood and lung will be in-vitro challenged with the most important pathogens to obtain genetic variants useful for selection.

Budsjettformål:

FFL-JA-Forskningsmidlene for jordbruk og matindustri