A metánkibocsátás (CH4) csökkentésének érdekében leggyakrabban tárgyalt stratégiák egyik fontos eszköze az alacsonyabb metánkibocsátású tejelő tehenek génállományának szelekciója. A CH4-kibocsátásra vonatkozóan azonban rendkívül nehéz közvetlenül megteremteni a kérődző állatfajtákra alkalmazott genetikai szelekciót.
Természetesen elvileg a metánkibocsátás kívánt csökkenésének anélkül is elérhetőnek kell lennie, hogy ezzel a marhák egészségét és teljesítményét veszélyeztetnénk. Ez egy újabb ok, amiért olyannyira szükséges megérteni a különböző metánjellemzők genetikai hátterét, valamint azok más tulajdonságokkal (pl. egészségügyi és termelési tulajdonságokkal) mutatott összefüggéseit. A laktációs időszak alatt a CH4-képződés genetikai-fiziológiai összefüggéseit mindeddig csak állat-specifikus megközelítésben tanulmányozták külföldön, több évre visszatekintő felmérések segítségével.
A CH4-kibocsátás genetikai összefüggései
A Dán Szarvasmarha-kutató Központ (DCRC) az állatspecifikus CH4-kibocsátás eddigi legátfogóbb nyilvántartását mutatta be, több mint 600 dán holstein tehénre vonatkozó adatokkal. Franciaországban szintén elvégeztek egy ehhez nagyon hasonló kísérletet, de nem ugyanilyen léptékben. Ezen- felül a metángáz-kibocsátást a tejtermelés (MeP, g/d), a hozam (MeE, g/kg DM) és az intenzitás (MeI, g/kg FPCM, azaz zsírral és fehérjével korrigált tej) alapján határozták meg. Mint az ismeretes, a tehenek takarmányozási magatartása jelentősen befolyásolja a napi metánkibocsátást.
A francia vizsgálat megerősítette a reggel 9 és délután 5 óra közötti automatikus takarmányelosztással járó napi ingadozásokat. A CH4-kibocsátás a TMR-etetés reggeli megkezdésével meredeken megemelkedett, éjszaka pedig nagymértékben visszaesett. Mivel a metán az elfogyasztott takarmány erjedése következtében a bendőben képződik, az sem meglepő, hogy az MeP a laktáció során a takarmányfelvételi görbe ismert mintáját követi (a kora laktáció elejétől a laktáció közepéig tartó időszakot követően hirtelen emelkedéssel). A várakozásoknak megfelelően az MeP a másodszor ellő tehenek esetében is jelentősen meghaladta az első laktációban lévő tehenek metánkibocsátását. Ezzel szemben a MeI alacsonyabb az idősebb teheneknél, mivel a tejhozam az első laktációtól a második laktációig menetrendszerűen növekszik, továbbá a két laktáción belül az MeE kismértékben emelkedett.
A metánképződés állatspecifikus különbözőségei
Mivel a kérődző állatok önmagukban nem rendelkeznek CH4-képződésre irányuló génekkel, ezt a jelenséget „indirekt öröklődésnek” hívhatjuk. Az MeP esetében a dán holstein teheneknél ez a becsült (közvetett) örökletesség (a teljes változékonyság genetikailag meghatározott varianciakomponensei) a laktáció elején 0,14 és 0,25 között, a laktáció közepén 0,28 és 0,47 között, a laktáció végén pedig 0,11 és 0,29 között ingadozik. A dán tanulmányban meghatározott páros korrelációk (rg) a korai laktáció során közepes vagy magas, a 32. hét körül 0,90-es csúcsértékeket mutatnak, majd ezt követi a korrelációk csökkenése, a laktáció végére ≤0,5 rg értékre.
Ebből arra lehet következtetni, hogy az MeP nyilvánvalóan nem egy és ugyanazon tulajdonság a két laktáció folyamán, mivel a kapcsolódó genetikai korrelációk nagyszámú laktáció esetében jelentősen eltérnek az 1-től (rg ≤1).
Hogyan lehet a metán mennyiségét nyomon követni?
A metánkibocsátást sokféleképpen lehet meghatározni:
– A metántermelés (MeP, Methane Production) az állatonkénti CH4-kibocsátást méri egy napra vetítve (g/d, azaz gramm/napban).
– A CH4-intenzitást (MeI, Methane Intensity) azt mutatja, hogy a tej egy kilogrammjára lebontva mennyi CH4 keletkezik (g/kg tejben).
– A CH4-kibocsátás (MeE, Methane Emission) pedig a CH4-termelődését rögzíti, azaz egy kg (takarmány) szárazanyag-bevitelre (DM, Dry Matter) jutó CH4-kibocsátást, g/kg DM-ben kifejezve.
A genetika CH4-kibocsátásra gyakorolt hatása
A dán vizsgálat során az MeP és az energia-korrigált tejhozam (ECM, Energy Corrected Milk Yield), valamint a szárazanyag-bevitel (DM) közötti genetikai korrelációk mérsékelten pozitívak (>0,5) voltak a legtöbb laktációban. Az összefüggés ezzel ellentétben az MeP és a testtömeg (BM) tekintetében szinte a nullához közelített. Csak a 32. héttől kezdve mutatott enyhe mértékű növekedést, valamint az első laktáció végére a negatív tartomány felé csökkent. Egy brit vizsgálat szintén mérsékelt genetikai korrelációt (rg = 0,38–0,57) állapított meg az MeP és a tejhozam között az egész laktáció időszakában, amelynek maximuma a laktáció középső szakaszában (a 20–30. laktációs héten) mutatkozott a magas tejhozamú HF teheneknél. A tanulmány a laktáció során az MeP és a KM között mért genetikai korrelációkról is beszámolt, amelyek a nullához közelítettek.
A különböző CH4 tulajdonságok értékelése a tenyésztés szempontjából
A metánhozam vizsgálata révén lehetőség nyílik az egy kg DM-re jutó CH4-kibocsátás csökkentésére. Ez tehát egy nagyon értékes tulajdonság lehetne, amennyiben nem jár együtt a takarmányok gyengébb hasznosulásával. Az MeI-mutató felhasználása azt is jelenti, hogy leginkább az egy kg tejre jutó CH4-mennyiség csökkentését kell előnyben részesítenünk. A kívánt CH4-csökkentés az egy állatra jutó CH4-kibocsátás csökkentésével, illetve a tejhozam növelésével érhető el.
Mivel a tejhozamra vonatkozó öröklődő képesség általánosságban lényegesen magasabb, mint a CH4-kibocsátásé, valamint a modern holsteinpopulációkban már most is erős szelekció eredménye (esetenként sajnos igen kedvezőtlen hatásokkal a funkcionális tulajdonságok tekintetében), ez a célkitűzés aligha hozna újdonságot egy korszerű tenyésztési program szempontjából. Ugyanakkor érdekes lehet az alacsonyabb teljesítményű állatok/tenyészetek, illetve rendszerek esetében. A csökkentett metántermelésre (MeP) irányuló intenzív szelekciónak az egy állatra jutó CH4-kibocsátás csökkenéséhez kellene vezetnie. Ez pedig számos lehetséges módon, például a teljesítmény és a takarmányfelvétel csökkenése révén is megvalósulhat. A csökkentett metántermelésre irányuló célzott szelekció esetében viszont mind a tejhozamot, mind a takarmányfelvételt úgy kell egyensúlyba hozni, hogy a tenyésztési célkitűzés során ezek a tulajdonságok kiemelt hangsúlyt kapjanak.
A jelenleg alkalmazott, több tulajdonságra kiterjedő szelekció összefüggésében a metánhozam (a többi tulajdonságtól való viszonylagos függetlensége folytán) akár a legvonzóbb célkitűzésnek is tűnhet, ugyanakkor ennek az öröklődőképessége alacsonyabb, és a folyamatos adatgyűjtés is nehézségekbe ütközik. A tejelő tehenek optimális testtömegére vonatkozó adatok, valamint a hosszú élettartamot és az állatok egészségét növelő intézkedések tovább növelhetnék az MeE-tulajdonság esetében elérhető genetikai nyereséget, tekintve, hogy ezek az információk nem szerepelnek az MeE-ben.
A CH4-kibocsátás csökkentésére irányuló lehetséges intézkedések
A kérődzők CH4-kibocsátásra vonatkozó közvetlen genetikai szelekciójának létrehozása, mint azt sok esetben szorgalmazzák, meglehetősen nehéz feladat. Így azt a Kanadából kiinduló 2023. áprilisi kezdeményezést, amely szerint a holstein szarvasmarhák metánkibocsátására vonatkozóan további tenyésztési értéket állapítanának meg, inkább célzott „reklámstratégiának” kellene tekinteni. Az eddigi ismereteink alapján igen körültekintően és óvatosan kell eljárni az alacsony CH4-kiválasztású állatok intenzív, egyoldalú szelekciója kapcsán a kérődzőkkel folytatott tenyésztési programokban. Mindez ugyanis csökkentheti a sejtfalak működésének hatékonyságát – ami következésképpen a nyers takarmány hasznosulásának romlását is okozhatja a kérődzőkben.
A CH4-csökkentésére irányuló stratégiák már most is megvalósíthatók számos, a takarmányozással és állattartással kapcsolatos célzott intézkedés révén, így ezek a lehetőségek még messze nem merültek ki.
A tejelő tehenek CH4-kibocsátása ma már közvetve is meghatározható (bár korlátozott pontossággal) a standard tejelemzésekben használt közép infravörös (MIR) spektrumok figyelembevételével. Ezeket az adatokat pillanatnyilag kiegészítő információként érdemes használni, főként az állomány- és takarmányozás-ellenőrzéssel összefüggésben.
Prof. Dr. habil. Wilfried Brade cikke alapján összeállította: Fodor Mihály
